Комбинированные сваи для фундамента

Основные характеристики, разновидности и особенности монтажа комбинированных свай

В качестве силовых элементов фундамента под различные сооружения используют металлические, деревянные, железобетонные опоры, а также сваи комбинированного типа.

Последний тип считается самым надежным, поскольку сочетает в себе достоинства различных материалов и дольше служит в агрессивных геологических условиях.

В статье подробно рассмотрим все детали, связанные с комбинированными типами опор.

Что это такое?

Выбор силовой конструкции и метода ее устройства основывают на технико-экономическом сравнении несколько типов свай, которые лучшим образом подходят для инженерно-геологических условий, особенностей проектного сооружения и возможностей строительной компании.

Комбинированные типы опор применяются в тех случаях, где существует возможность рационального использования преимуществ нескольких видов опор.

Комбинированные свайные фундаменты — это совмещение технологий, на сегодняшний день практикуют две:

• Винтовые стержни, состоящие из двух частей квадратного и круглого сечения;
• Забивные столбы с буронабивной частью.

Преимущества и недостатки

Преимущества комбинированных технологий стоит рассматривать в каждом отдельном случае.

Так, комбинированные винтовые сваи отличаются:

• увеличенной несущей способностью;
• высокой скоростью монтажа;
• возможностью установить вручную;
• эстетичным внешним видом;
• продолжительным срок службы;
• доступной стоимостью.

Между тем, технология изготовления таких свай ограничивает размеры конструктивных элементов, что делает их недостаточно прочными, чтобы выдержать вес жилого сооружения.

Сваи, представляющий собой комбинацию забивных и буронабивных опор, имеют такие преимущества:

• увеличенная несущая способность;
• продолжительный срок службы;
• возможность погружать силовую конструкцию на значительную глубину.

Недостатки конструкции такого типа:

• инженерные расчеты может выполнить только профессионал;
• сложная технология изготовления может стать причиной дефектов;
• значительные трудовые и материальные затраты;
• необходимость организации подъезда тяжелой спецтехники.

Сфера применения

Комбинированные винтовые сваи используют для строительства ограждения на всех типах грунта, кроме скального. Конструкция изделий позволяет с легкостью крепить к ним лаги из профильной трубы в качестве обвязки для усиления каркаса.

Сваи, состоящие из забивной и буронабивной части, используются для строительства тяжеловесных сооружений первой степени ответственности в тех местах, где несущий пласт находится на значительной глубине.

Разновидности и особенности устройства

Конструктивное отличие комбинированных винтовых свай от традиционных моделей заключается в форме изделия – у основания труба имеет круглое сечение, а в верхней части – квадратное. Таким образом опора сочетает в себе преимущества однолопастной винтовой опоры и столба. Специальные винтовые сваи завинчиваются в грунт традиционным способом.

Комбинированные сваи второго типа состоят в нижней части из железобетонных столбов заводского изготовления, а в верхней – из железобетонного или бетонного столба по типу буронабивной опоры.

Такая конструкция силовых элементов эффективна, когда есть потребность в преодолении слабых просадочных грунтов до несущего пласта из песка или супеси.

Длина забивной части выбирается, исходя из глубины залегания плотных пород и необходимой несущей способности. Верхнюю часть силовой конструкции изготавливают по методу сухого бетонирования.

Оптимальные параметры конструкции:

• длина забивной части – 12–16 м;
• размер сечения столба – 35х35 см;
• длина буронабивной части – 8–12 м;
• диаметр монолитного ствола – 52–63 см.

Особенности монтажа

Порядок устройства комбинированных свай следующий:

• Для устройства свайно-винтового фундамента комбинированного типа на размеченном по проекту участке вкручивают в грунт стальные стержни.
• Когда все сваи будут заглублены ниже уровня промерзания, а их наконечники упрутся в плотный грунт, верхние части труб срезаются болгаркой до одного уровня.
• Затем полость изделий заливают бетонным раствором, что и делает опоры комбинированным типов. В данном случае бетон обеспечивает дополнительную прочность фундамента, а также препятствует окислению металла, что в целом значительно продлевает срок службы силовой конструкции.
• На верхнюю часть труб с квадратным сечением навариваются стальные оголовки.

Технология монтажа забивных ж/б свай с монолитным буронабивным столбом представляет собой последовательность технологических этапов:

• лидерное бурение скважины диаметром до 550 мм на проектную глубину (не ниже уровня грунтовых вод);
• закрепление шурфа обсадной трубой;
• погружение забивной сваи размером сечения 30х30 см через трубу в скважину с помощью дизель-молота до касания с верхом обсадной трубы;
• окончательное погружение железобетонного столба до проектного уровня с помощью стального подбабка;
• установка в скважине армирующего каркаса с выпуском продольных стержней;
• бетонирование конструкции «по-сухому» методом сбрасывания смеси пластичной консистенции (М300);
• извлечение обсадной трубы краном;
• уплотнение раствора виброиглой;
• формирование головной части сваи в инвентарной опалубке.

После застывания бетона переходят к строительству железобетонного ростверка.

Стоимость

Среднерыночная стоимость комбинированный винтовых опор отражена в таблице:

Длина трубы, м	Размер трубы круглого сечения, мм	Размер трубы квадратного сечения, мм	Стоимость изделия, руб.	Монтаж под ключ, руб.
2,5	57х3,5	60х60х2	1200	800
3	57х3,5	60х60х2	1250	850
3,5	57х3,5	60х60х2	1450	900
4	57х3,5	60х60х2	1500	950
4,5	57х3,5	60х60х2	1600	1000
2,5	76х3,5	80х80х3	1550	950
3	76х3,5	80х80х3	1650	1000
3,5	76х3,5	80х80х3	1750	1100
4	76х3,5	80х80х3	1900	1300
4,5	76х3,5	80х80х3	2000	1350

Стоимость монтажа буронабивных свай с забивным столбом складывается из:

1. цены на готовую железобетонную опору (от 9000 руб.);
2. затрат на возведение набивной части (от 2000 руб.);
3. бурение скважины (от 900 руб./пог. м и т.д.

Цена монтажа фундамента будет зависеть от:

• глубины закладывания свай;
• диаметра сечения;
• сложности грунта;
• объема работ и других факторов.

Расчет всегда будет в индивидуальном порядке.

Заключение

Комбинированные типы свайных фундаментов применяются в тех случаях, когда традиционные модели силовых конструкций не удовлетворяют заданным условиям. Как правило, это новые технологии, эффективность которых еще изучается, поэтому инженерные расчеты и выбор параметров лучше доверить специализирующимся строительным компаниям.

Источник

Сферы применения и этапы работ по возведению свайно-плитного фундамента

Устройство свайно-плитного фундамента совмещает преимущества обоих типов силовой конструкции.

Эта инновационная технология подходит для строительства тяжеловесных и многоэтажных сооружений на неравномерных и неизученных грунтах, а также в условиях сейсмически опасных территорий.

Устройство конструкции

Конструктивно фундамент состоит из двух несущих частей:

Верхняя часть силовой конструкции покрывает отдельно стоящие опоры. Нагрузка проектного сооружения распределяется через элементы фундамента на грунт таким образом:

• 80–85% веса принимает свайное поле;
• 15–20% – железобетонная плита.

В зависимости от исходных условий выбирают различные типы свай:

Комбинированное свайно-ростверковое основание с монолитной плитой

Свайно-плитный фундамент с ростверком – разновидность предыдущего типа опорной конструкции.

Основные элементы:

1. Опоры, заглубленные в почву.
2. Ростверк, объединяющий оголовки свай.
3. Монолитная плита, связывающая все элементы системы в единую опорную конструкцию.

Ростверк в данной системе отвечает за равномерное распределение нагрузок и связку верхней и нижней частей основания.

Устройство обоих типов фундамента практически одинаковое. Различие между конструкциями заключается в том, что свайно-плитный фундамент полностью опирается на грунт, а наличие ростверка не допускает контакт монолита с почвой. В последнем случае основание защищено от опрокидывающих сил, которые возникают в результате сезонного промерзания почвы.

Когда и какой лучше выбрать?

Плиту на сваях выбирают для строительства многоэтажных домов и промышленных объектов, когда важна жесткость и надежность силовой конструкции на неустойчивых почвах. Такое сооружение будет отличаться устойчивость по отношению к вертикальным и горизонтальным нагрузкам, возникающих в грунте.

Сфера применения свайно-ростверкового основания с плитой шире. Конструктивные особенности системы позволяют использовать фундамент в таких случаях:

• сооружение имеет много тяжелых перекрытий и перегородок, что обуславливает потребность в равномерном распределении веса на основание;
• здание опирается на просадочные и переувлажненные грунты;
• на участке подземные источники близко расположены к поверхности;
• строительство ведется в зоне повышенной сейсмической активности.

Особенности проектирования фундамента при тяжелых геологических свойствах участка описаны в СП 24.13330.2011.

Подготовка и проектирование

Перед проектированием анализируют характеристики участка, а именно:

• тип и физико-механические свойства почвы;
• степень пучения земельных масс;
• глубину сезонного промерзания грунта;
• риски подтопления, оползней и т.д.

Проводят расчеты проектных нагрузок, в том числе в процессе эксплуатации сооружения. На основе полученных данных:

1. Принимают решение о целесообразности применения свайно-плитного или свайно-ростверкового фундамента с плитой.
2. Выбирают строительные материалы (марку бетона, характеристики арматуры и т.п.).
3. Определяются с геометрическими размерами силовых элементов.
4. Рассчитывают оптимальную глубину заглубления опор.
5. Рассчитывают риски относительно осадки и различных деформаций.

Проектирование предполагает составление чертежа. Графический документ содержит сведения:

• габариты возводимой конструкции;
• сечения всех силовых элементов;
• размеры опор, плиты, ростверка, отмостки, уступов;
• места расположения свай с учетом шага;
• элементы гидроизоляции и теплоизоляции;
• особенности армирования;
• линии инженерных коммуникаций и не только.

1. Спецификации всех конструктивных элементов.
2. План установки.
3. Таблицу допустимых нагрузок.
4. Примечания относительно особенностей основания.

Чертежи свайно-плитных фундаментов:

Технологии строительства

Перед началом возведения основания рекомендуется ознакомиться с нормативными требованиями, изложенными в соответствующей документации:

При строительстве представленного типа фундамента применяют несколько технологий:

1. Для плитного основания.
2. Для опорных свай.
3. Для свайно-ростверковой силовой конструкции.

Разметка участка и обустройство котлована

По осям свайного поля делают разметку:

• вставляют в грунт обноски на расстоянии 1,5 м от углов конструкции;
• натягивают шнуры;
• размечают контур известковым раствором.

Принципы устройства котлована:

1. Технология с ростверком не предусматривает выемку грунта под монолитную часть фундамента.
2. Для заглубленной плиты роют котлован на глубину промерзания почвы (2–2,5 м).
3. Для наземной и мелкозаглубленной плиты – 0,5 – 1,0 м соответственно, подготавливая место для песчано-щебневой подушки.

Монтаж свай

Технология устройства свайного поля зависит от выбранного типа опор. Для свайно-плитного фундамента могут быть использованы такие типы свай:

• железобетонные забивные;
• буронабивные армированные;
• винтовые (металлические или железобетонные).

Этапы монтажа железобетонных забивных свай:

1. Делают небольшие углубления в местах устройства силовых элементов.
2. Забивают сваи с помощью специальной техники.
3. Выравнивают опоры на одной высоте.
4. Разбивают бетон в верхней части столба, оставляют выпуск из армированных прутьев для последующей связки с верхним элементом фундамента.

Монтаж винтовых свай:

1. Перед ввинчиванием свай их поверхность покрывают гидроизолирующим составом).
2. Вкручивают сваи на определенную глубину с помощью спецтехники (как правило, опоры имеют больше габариты и качественно вкрутить элементы ручным способом невозможно).
3. Выравнивают сваи на одном уровне по горизонтали (металлическим трубам обрезают верхнюю часть с технологическим отверстием, железобетонным – разбивают бетон для получения доступа к прутьям).
4. Металлические трубы заполняют бетонным раствором, который послужит защитой для металла от окисления.

Последовательность устройства буронабивных свай:

• роют траншеи в грунте;
• на дне шурфа устраивают утрамбованную подушку из песка;
• строят опалубку (часто используют листовой рубероид, который послужит гидроизолирующим слоем для опор);
• помещают в скважину армирующий каркас;
• заливают шурф бетоном;
• протыкают раствор прутом для удаления пузырьков воздуха.

Сваи устраивают в грунте на глубине залегания твердых пород так, чтобы силовая конструкция опиралась на устойчивый несущий пласт.

Технология монтажа свай для свайно-плитного фундамента — в видео:

Изготовление ростверка

В отличие от плиты, ростверк должен находиться на определенном уровне от земли, чтобы силы морозного пучение «не оторвали» его от свай.

Для строительства тяжеловесных конструкции целесообразно использовать железобетонный или металлический ростверки, которые выгодно отличаются повышенной прочностью и долгим сроком службы.

Этапы строительства железобетонного ростверка:

• устройство опалубки;
• укладка гидроизоляционного слоя;
• армирование;
• заливка раствором.

1. Винтовые металлические стержни: оголовки заглубляются в тело ростверка минимум на 5–10 см.
2. Железобетонные столбы: связывают армирующий каркас ленты с выпуском прутьев из нижних силовых элементов.

Монтаж металлического ростверка:

• на оголовки свай приваривают обвязку из швеллера или двутавровой балки, располагая металлический элемент «на ребро»;
• на нижние полки металлической обвязки укладывают слой профнастила.

При монтаже ростверка со съемной опалубкой можно устанавливать швеллер «плашмя», при этом приваривает его к оголовкам не обязательно. В этом случае ростверк изготавливают из дерева, а после застывания бетона его демонтируют.

Как устроена плита?

Технологические этапы строительства верхней монолитной части фундамента:

1. Устройство песчаной подушки.
2. Монтаж бетонной стяжки (подбетонка) без армирования.
3. Укладка гидроизоляционного слоя.
4. Монтаж опалубки (выше на 5–7 см проектной отметки).
5. Армирование.
6. Бетонирование.
7. После застывания – обработка плиты холодной мастикой или битумным праймером.

В зависимости от вида нижней части свайно-плитного фундамента связка арматурного каркаса плиты может быть выполнена с арматурой ростверка или свободными прутьями железобетонных опор.

Особенности устройства монолитной фундаментной бетонной плиты на винтовых сваях:

• к оголовкам труб приваривается швеллер в качестве обвязки, выдерживая один горизонтальный уровень;
• сварные швы зачищаются и покрываются слоем лакокрасочного материала;
• сверху приваривается каркас из металлического проката, создавая опорную плоскость для листов профнастила;
• строится опалубка под плиту (щели между горизонтальной и вертикальными плоскостями заделываются монтажной пеной);
• укладывается арматурный каркас;
• внутренняя часть опалубки заливается раствором;
• после застывания бетона плита обмазывается гидроизоляционным составом.

Варианты обеспечения демпферного пространства под плитой для фундамента с ростверком:

1. Монтаж несъемной опалубки из пенопласта вместо подбетонки. При вспучивании материал сжимается, не оказывая давления на силовые элементы конструкции.
2. Монтаж щитовой опалубки – вариант для висячего ростверка (1–1,5 м над землей), чтобы можно было убрать опалубки после затвердевания бетона.

Устройство плиты на сваях для свайно-плитного фундамента — в видео:

Стоимость погонного метра

Цена строительства складывается из множества факторов, поэтому предварительно обозначить стоимость не решится ни один застройщик. Ориентироваться можно на усредненную стоимость погонного метра плитного фундамента, добавленную к показателю для свайного и ростверкового основания:

Тип основания	Стоимость, руб./м3
Плита на винтовых сваях	12000
Плита на буронабивных сваях	13800
Плита на забивных ж/б сваях	15870
Плита на свайно-ростверковом фундаменте (с ж/б летной)	17800
Плита на свайно-ростверковом фундаменте (с обвязкой швеллером)	16800

Частые ошибки и советы, как их избежать

Монтаж плитно-свайного основания представляет собой сложный и трудоемкий процесс, который обычно доверяют профессиональным строителям. При этом заказчику необходимо проконтролировать, чтобы работники не допускали типичных ошибок:

Отказ от дополнительного гидроизоляционного слоя, когда плита фундамента является полом нижнего этажа.

Для уменьшения теплопотерь эксперты советуют между землей и песчаной подушкой укладывать слой глины, а непосредственно под плиту – листовой пеноплекс.
Заливка раствора в несколько этапов. Проблема связана со значительными потребностями в объеме бетона для строительства. Когда раствор подается частями, он постепенно начинает застывать и в результате образуются швы, снижающие прочность и жесткость фундамента.

Как правило, бетон подают одновременно через специальные желоба, не допуская ударов. Затем раствор подвергают вибрации для удаления воздуха и максимального уплотнения.

Применение обогревателей для скорейшего затвердевания бетона. В результате плита получается неоднородной по составу, а расчетная прочность основания снижается.

Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.

Заключение

Комбинированные типы фундамента, обладающие достоинствами свайных и плитных оснований, отличаются повышенной прочностью и долговечностью. Ввиду значительных материальных и трудовых затрат, а также сложности проектных расчетов, свайно-плитное основание применяется только в тех случаях, где другие силовые конструкции не справятся в сложных геологических условиях участка.

Источник