Установка железобетонных свай под фундамент

Фундамент на железобетонных сваях

Как рассчитать основание?

Расчет свайно-забивного фундамента производится по совокупной нагрузке и несущей способности сваи.

Определение нагрузки производится суммированием веса дома, кровельной системы, снега и ветровых нагрузок, имущества и прочих факторов, увеличивающих давление на опоры.

Несущая способность сваи — это сумма сопротивления грунта в нижней части ствола и по боковым стенкам.

Общий вес дома делится на несущую способность одной опоры — получается количество свай, необходимых для образования свайного поля для данной постройки.

Расчет фундамента — сложная инженерная задача, которую должны выполнять опытные подготовленные люди. Самостоятельный расчет может стать причиной деформации или разрушения дома, поэтому рисковать не следует. Как минимум, можно использовать онлайн-калькулятор, но и для него потребуются данные геологоразведки участка.

Преимущества и недостатки

Перед тем, как установить конструкцию, следует ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами вопроса и изучить важные эксплуатационные характеристики.

К плюсам фундамента из железобетонных свай следует относить

• Положительный результат строительства на проблемных участках (за исключением скалистого грунта)
• Быстрота. Сооружение может быть установлено в течение суток, в то время как традиционный метод возведения фундамента требует не менее 7 дней. После этого можно тотчас же производить строительство несущих конструкций (монолитное основание позволяет продолжать работы только спустя 3-4 недели).
• Сведение до минимума материалов для строительства и земляных работ.

• Всесезонность. Формирование фундамента на забивных железобетонных сваях реально осуществлять в любое время года независимо от климата и погоды.
• Длительность использования. Жб сваи под фундамент весьма износоустойчивы и способны противостоять любым погодным катаклизмам. Термин их пригодности может составлять около полторы сотни лет.
• Прочность. Железобетонным сваям для фундамента, в конструкции которых использованы металлические стержни, свойственна способность переносить разнонаправленные нагрузки, что является необходимым качеством на неустойчивых участках.

Фундамент на забивных железобетонных сваях имеет всего лишь несколько минусов.

1. Возможность оседания или искривления фундамента. Всегда существует возможность недостоверной характеристики глубинной почвы, поскольку не представляется возможным рассмотреть многометровый слой.
2. Обязательное использование дорогостоящей специализированной техники для установки свай.
3. Отсутствие подвального и цокольного помещения – реальные неудобства, с которыми придется столкнуться людям, принявшим решение о возведении фундамента на железобетонных сваях.

Классификация опор такого вида может осуществляться на основании нескольких критериев. В целом все железобетонные сваи делятся на 2 типа – каркасы, заливаемые бетоном непосредственно на стройплощадке и аналоги, изготавливаемые в заводских условиях.

От типа свай в некотором роде зависит их устройство – технология монтажа. Так, сваи, которые заливаются непосредственно после установки в грунт, могут монтироваться путем вбивания гидравлическим молотов, методом вибрационного заглубления или по технологии вдавливания под воздействием статического (постоянного) давления.

В зависимости от особенностей конструкции железобетонные сваи делятся на несколько видов.

Монолитные

Представляют собой цельную опору с прямоугольным или квадратным сечением, хотя возможны сваи с круглым, трапециевидным или тавровым сечением, размер которых 20-40 мм. Нижний торец имеет грушевидную форму, может быть острым или тупым. Такие опоры не пустотные, поэтому для их погружения в земле не нужно делать отверстий. Используется технология забивки молотом или вибровдавливания в почву. Широко применяются в гражданском строительстве, востребованы также при возведении частного дома (деревянного, блочного, каркасного).

Пустотелые (оболочковые)

Имеет вид оболочки, для погружения в грунт которой предварительно готовится скважина. Опора может быть круглой или квадратной, но последняя все равно имеет круглое сечение. Пустотелые опоры, в свою очередь, делятся на цельные и составные (состоят из нескольких элементов, которые собираются непосредственно перед погружением).

Набивные

Но также монтируется путем погружения в предварительно подготовленную выемку.

В зависимости от типа армирования железобетонные сваи бывают следующих типов:

• опоры с ненапрягаемой продольной арматурой с поперечным армированием;
• опоры с предварительно напряженной продольной арматурой с поперечным армированием или без такового.

Если говорить о форме сечения свай, то они бывают круглыми (полыми или цельными), квадратными, квадратными с круглой полостью, прямоугольными. Опоры с квадратным сечение недопустимо располагать в вечномерзлом грунте. Даже при небольшом оттаивании произойдет крен сваи и перекос здания. В регионах с повышенной сейсмической активностью следует использовать конструкции с круглым сечением.

Выделяют цельные и сборные конструкции. Вторые состоят из нескольких сегментов, благодаря чему становится возможным наращивание высоты изделия. Фиксация сегментов осуществляется путем сварки или посредством болтового соединения.

Как сделать сваи для фундамента

Заливные сваи

Фундаментное основание из железобетонных свай нетрудно сделать самим

Важно только выдерживать основные расчеты:

• размеры стволов;
• промежутки между стволами;
• параметры арматуры;
• марку бетона;
• частота укладки.

Бетонная смесь

Приготовление бетонной смеси

Свайный фундамент часто устанавливают в агрессивной среде. По этой причине бетон для них нужен прочный, устойчивый к «химии». Это свойство бетона влияет на долговечность сваи.

О марке бетона нужно посоветоваться со специалистами, которые после изучения грунта порекомендуют соответствующие добавки для повышения устойчивости.

Возможный состав бетона:

• цемента марки 7001 ч.;
• песка 1,5ч.;
• щебня 2,5 ч.;
• воды 0,5ч.

Подготовка места под фундамент

Перед началом установки свай готовится площадка:

• удаляют корни деревьев, верхний слой грунта;
• размечают расположение фундамента с помощью шнуров;
• определяют уровни стволов над поверхностью;
• размечают оси свай.

Бетонирование и армирование свай

После подготовки отверстий под сваи, из рубероидного материала сворачивают «трубы», которые должны соответствовать скважинам в охвате, а длина на 20-30 см более их глубины.

Вверху «трубу» нужно делать крепче, из 2-3 слоев рубероида, и стягивать прочной проволокой. Этот конец будет верхней опалубкой. Затем «трубу» аккуратно водят в скважину.

Если на дне есть немного воды, это нестрашно. Но когда вода заполняет четверть скважины, ее нужно откачать.

Опалубка

Опалубка сваи

Схватывание бетона происходит в первые сутки с момента приготовления смеси

И чтобы прочность была максимальной, крайне важно, сохранение в бетонной массе «цементного молочка». Оно не должно стечь в землю, ибо тогда не достичь заданной прочности бетона

В случае промерзания грунтовой поверхности, пучащие силы будут воздействовать на шероховатую поверхность сваи сильнее, если она образовывалась без «трубы».

Когда скважины подготовлены, нужен будет каркас из арматуры. Для этой цели можно взять на каждый свайный ствол по 3 прута арматуры шестимиллиметрового диаметра. Их скрепляют поперечными перекладинами интервалом в 50-60 см.

Вертикальные прутья выводятся выше свай ниже высоты ростверка на 2-3 см.

Устройство ростверка

Устройство свайного буронабивного основания с заглубленным ростверком

Для устройства ростверка для легкого дома рекомендуют соблюдать такие параметры:

• высота – от 30 см;
• ширина равная ширине цоколя, а если его нет, ширина равна толщине стен 1-го этажа, но не менее 40 см.

Рассечение ростверка трубами недопустимо. Отклонение сваи от вертикали определяют отвесом. Оно не должно быть больше 5 см.

Во время сборки ростверка нужно внимательно закрепить элементы на оголовках свай. Если балку ростверка заменяют на несущие железобетонные перемычки, их закрепляют друг с другом сваркой с арматурными стержнями.

После сборки ростверка все швы и стыки наполняют цементным раствором или бетоном.

Применение ростверка

Ростверк – это элемент структуры фундамента, который соединяет сваи в цельную конструкцию и представляет собой опору для несущих составляющих. По некоторым отзывам, можно обойтись и без него. Однако, основание на забивных жб опорах с ростверком надежнее и устойчивее, чем в ситуации с его отсутствием.

По способу изготовления различают железобетонные и металлические.

Для получение первых заливают раствор в предварительно подготовленную опалубку с вмонтированным и зафиксированным арматурным каркасом.

Чтобы изготовить металлический ростверк, применяют металлопрокатные изделия, такие как двутавр, рельс, швеллер. Их кладут на забитые по уровню опоры и приваривают к железным стержням, которые видны за пределами опор. Составляющие скрепляются сваркой или болтами.

Существует три типа ростверка:

• висячий. Располагается на значительной дистанции от почвы, присутствует неизолированная пустотелость под полом. Используется при сооружении временных построек: бань, мансард, небольших дачных строений. В этом случае допускается использование мини жб свай.
• мелкозаглубленный. Опускается на незначительную глубину в грунт. Не могут выступать в роли опоры, применяются как средство предохранения пространства под полом, здания от неблагоприятных климатических условий, изменений движения воздушных масс;
• заглубленный. Для его создания роют траншею схожую с ленточным основанием. Представляет собой экстраопору для здания, упрочняет фундамент на сваях, идеально соответствует строительству основательного круглогодичного помещения.

Виды свай

При строительстве помещений с небольшим количеством этажей, каркасных домов возможно применение таких разновидностей опор.

1. Железобетонные. Самые широко применяемые. Являются доступными в любом ландшафте, большое количество фирм специализируется как выпуске, так и на монтаже свай. Эксплуатационный период составляет от 50 до 150 лет. Возможны различия по определенным критериям:
   • опоры с напрягаемыми и ненапрягаемыми металлическими стержнями;
   • видам сечения: круглое, квадратное, тавровое и полое;
   • форме: призматической и цилиндрической;
   • структуре: цельные и подлежащие сборке;
   • основанию: расширенные, окованные или полые.
2. Деревянные. Пользуются большой популярностью при возведении срубов из дерева и каркасных сооружений на деревянной основе. Степень надежности их ниже, чем у предыдущих, поэтому они могут быть созданы только из определенных сортов древесины. Рекомендовано использование на пучинистых грунтах. Вышеуказаный вид опор, как правило, производят из кедра, дуба, лиственницы, прочих твердых пород. Используют опоры из дерева диаметром 20-40 см, длиной от трех до 8 метров. При применении на твердых землях необходимо использование башмака – стального колпака с обвязкой, который прикрепляют к нижней части заточенного конца сваи. Погодные условия, климатические изменения, особенности почвы оказывают огромное воздействие на эксплуатационные характеристики деревянных опор. При соблюдении всех правил срок службы составляет минимум 50 лет.
3. Стальные. Существует широкий спектр материалов для производства такого вида свай: рельсы, швеллера, трубы и пр. Используются нечасто, как правило, для построек временного характера, или хозяйственных сооружений. Приблизительный период эксплуатации — 40 – 60 лет.

Ограничения в применении свайного основания

Процесс сбора данных менстности

У такого типа фундаментов есть и недостатки, вернее ограничения, которые препятствуют их применению.

Железобетонные основания не стоит применять в горизонтально неустойчивых грунтах, потому как здание не будет устойчивым к опрокидыванию.

При возведении такого фундамента возникают проблемы с цоколем.

Приходится заполнять пространство между сваями, как в столбчатом основании.

Это требует дополнительных затрат средств.

На видео продемонстрирована забивка жб свай ИЖ-3-38-С1 (С2) С-08 безопалубочного формования

Особенности

Железобетонные сваи (ЖБ) представляют собой арматурный каркас, который заливается бетонным раствором. Длина готового изделия может составлять от 3 до 12 м.

Железобетонные сваи применяются при организации фундамента по технологии забивания. Их использование позволяет укрепить основание и выйти на прочные слои почвы.

Визуально они представляют собой основания с круглым (полым или заполненным), квадратным сечением. Различаются диаметром и высотой, от чего зависит несущая способность и сфера применения. Кроме того, показатели прочности зависят от используемой марки бетона. Чем она выше, тем надежнее элементы.

Для создания железобетонных свай используется цемент, марочная прочность которого не менее М100. От эксплуатационных характеристик бетона зависит не только прочность сваи на сжатие, но и морозостойкость, влагопрочность. Последние параметры для бетона марки М100 составляют F 50 (то есть конструкция выдерживает до 50 циклов заморозки/разморозки) и W2 (давление водяного столба) – 2 МПа. Вес опоры обусловлен ее габаритами, а также зависит от плотности используемого сорта бетона.

Обычно используются более плотные марки бетона М-250, М-300, М-400. Морозостойкость таких изделий достигает 150 циклов, а коэффициент водонепроницаемости – не менее 6.

Благодаря повышенной устойчивости к возможности погружения свай на большую глубину их использование становится возможным на подвижных грунтах (в том числе в зоне повышенной сейсмической активности), на глинистых, пучинистых и слабых грунтах, в водонасыщенных и заболоченных почвах.

ЖБ сваи могут применяться не только в качестве основания фундамента, но и использоваться для предотвращения осыпания котлована, укрепления грунта и уже имеющегося свайного фундамента. Для этого ЖБ опоры погружаются на небольшом расстоянии от имеющихся конструкций, выполняя функцию второй сваи. Кроме того, при дополнительном упрочнении фундамента рассматриваемый тип опор может выноситься за пределы имеющегося основания и связываться с ним посредством балок.

Разновидности фундаментов, возводимых на ЖБ стержнях

Фундамент на ЖБ сваях

Вид выбранного основания зависит не только от качества и особенностей грунта, на котором будет построено здание. Вид основания выбираю в зависимости от тяжести постройки и от ее конфигурации:

1. Фундамент может опираться на одиночные стержни. Это возможно при строительстве зданий с колоннами.
2. Ленточное основание требует установки свай по всему периметру котлована.
3. Кустовой – углубление в грунт в одном месте нескольких стержней. Такая конструкция рассчитана на строительство зданий требующих усиления опоры под отдельными элементами.
4. «Поле» — это основание, создание которого необходимо при строительстве объектов с повышенной нагрузкой. В таком варианте железобетонные сваи расположены и по периметру, и по всей площади котлована.

Подобные конструкции могут быть заглубленными, расположенными на поверхности грунта или возвышающимися на ней.

Долговечность стержней напрямую зависит от качества бетона, используемого для их создания. Поэтому идеальным вариантом является промышленный бетон, приготовление которого осуществляется с учетом важнейших показателей таких, как прочность на сжатие, предельное давление воды, морозоустойчивость.

Технические характеристики свай из железобетона

Ж/б сваи различных размеров

Большинство параметров свайных стволов определяется маркой бетона, который используется при их изготовлении.

Например, марка бетона, характеризует прочность ствола. Цифры марки бетона показывают предельную прочность на сжатие.

В производстве жб свай используется бетон В7.5 и более высокого класса. Наименьшую прочность на сжатие определяют по этому сорту бетона.

Показатели морозоустойчивости и влагопрочности свай определяют по такому же способу. Они стоят в маркировочной табличке после букв «F» и «W». К примеру, у марки бетона В7,5 эти параметры равняются более чем 50 циклическим замораживаниям/оттаиванием (F50) и пределу давления в 2МПа воды (W2).

Массу железобетонных стволов определяет в первую очередь их объемы. И чем больше они, тем больше весовые показатели.

К положительным качествам железобетонных свай любого типа можно отнести:

• длительность службы (Если возведение фундамента произведено было без нарушения технологии, сваи прослужат больше 100 лет без ремонта);
• высокая прочность (Железобетонные сваи выдерживают массу даже многоэтажных панельных зданий);
• устойчивость(Ствол вбивается на глубину, что позволяет ей опереться на грунт большой несущей способности);
• возможность использования опор для строительства на сложном рельефе (Свайную часть фундаментной основы, можно сконструировать из опор разной длины.)

Свайное поле для фундамента под строительство двухэтажного кирпичного дома

Фундамент на сваях жб делают в той местности, где грунт является проблемным, а здание построить нужно. В местности с таким грунтом только железобетонные сваи обеспечат устойчивость постройки, передав нагрузку на устойчивые пласты.

Железобетонный свайный фундамент для блочного здания имеет много преимуществ перед другими типами оснований.

Если сравнить возведение столбчатого фундамента с другими, то устройство такого основания под дом из блоков куда технологичней.

Фундамент свайный полагает бурение скважин заданной величины, установки в них арматурных прутьев, заливки их бетоном.

Большим преимуществом такого способа является возможность выполнения скважин ручным буром.

Советы

Сваи выпускаются крупными заводами или производственными цехами при строительных фирмах. Как правило, продукция первых имеет более низку стоимость, но заводы предпочитают сотрудничать с оптовыми покупателями.

Если нужно ограниченное количество опор, лучше обратиться в цех при авторитетной строительной фирме. Как правило, здесь можно заказать сваи хоть поштучно, однако их стоимость будет более высокой. Это обусловлено тем, что небольшие компании не могут наращивать мощь, поэтому увеличивают собственные доходы за счет повышения прайса.

Выбирать сваи лучше отечественного производства, поскольку они изготавливаются с соблюдением требований ГОСТа.

Обычно цена сваи зависит от ее длины и размеров сечения, а также марочной прочности используемого бетона. Наименьшей стоимостью обладают трехметровые конструкции с квадратным сечением, сторона которого – 30 см.

Как правило, чем больше партия покупаемых ЖБИ, тем ниже стоимость одной единицы товара. При оформлении самовывоза также в большинстве случаев предусматривается скидка.

Подробнее о железобетонных сваях вы узнаете из следующего видео.

Виды установки

Метод определяют, ориентируясь на показатели геологических исследований и особенностей конструкции планируемого сооружения. С целью адекватного разделения тяжести, ж/б опоры на фундамент опускаются до уровня расположения твердого стабильного слоя. Допускается следующие разновидности установки:

Забивной. Наиболее часто используемый метод. Опоры устанавливаются с использованием устройства с гидро- или пневмомолотом.

• Методом вдавливания(применяется постоянное давление).
• Вибрационным заглублением. Вместо извлеченного слоя земли располагаются пустотелые опоры-оболочки, вливается бетон.

Железобетонные сваи для строительства заливают с использованием следующих методик:

• Буронабивной. В предварительно просверленное отверстие устанавливается опалубка, помещаются металлические пруты, бетон.
• Буроинъекционной. Заключается в подаче бетона под напором в пробуренное отверстие с последующим монтажом металлических стержней.
• Грунтоцементной.В пробуренное отверстие заливается микс цемента и почвы. Вместимость цемента и надежность такой опоры в 2 раза ниже, чем у цементнобетонной.

На каких грунтах применяются забивные сваи?

Перед началом строительства загородного дома для гарантии надежности фундамента и всей конструкции необходимо производить геологические изыскания грунтов в пятне застройки. Геология на участке строительства позволяет понять состав грунта, его пластичность и стабильность, уровень грунтовых вод, несущие характеристики пластов и т.д. Нельзя принять тип фундамента и разработать проект без геоподосновы, основываясь лишь на проекте дома. Без исследований грунта нельзя понять как будет работать тот или иной тип фундамента и какова будет его надежность

Большинство людей не понимают важность этой процедуры и относятся к геологии, как к дополнительной ненужной процедуре, ссылаясь на фундаменты соседей, которые стоят не один год или на геологию соседних участков. Мы неоднократно встречали случаи, когда геологические заключения на соседних участках существенно разнились

Был в нашей практике случай в коттеджном поселке «Мартемьяново» в Московской области, когда на соседних участках в одном случае по заключению геологии проходили 3-х метровые сваи, а в другом только 5-ти метровые.

Забивные сваи хорошо работают практически на всех типах грунта: песчаные грунты, глиняные, суглинки, супеси и т.д. Исключение составляют только торфяные типы грунтов. Эти случаи рассматриваются индивидуально. Бывает, встречаются торфяные линзы, их свая может пройти и упереться в стабильные несущие слои грунта. Исходя из заключения по грунтам и проекту дома проектировщик-конструктор производит расчет нагрузок и определяет параметры свай (сечение, длину) и шаг между ними. Разрабатывается проект свайного поля, согласно которому в последствии производится забивка. Немаловажным фактором являются индивидуальные особенности участка – рельеф участка в пятне застройки. Перед началом проектирования фундамента в обязательном порядке нужно выполнить осмотр участка, определить перепады высот в пятне застройки. На больших перепадах зачастую применяются разные длины свай, допустим, в высокой части рельефа идут 3-х метровые сваи, а в низкой части 4-х метровые.

Так что же такое забивная свая?

Стандартная забивная свая – это железобетонное изделие, имеющее конструктив в виде армокаркаса из несущей арматуры сечением 10мм с обвязочной арматурой сечением 5мм и заливкой бетоном классом прочности B22,5 (маркой М300). Каждый тип сваи имеет маркировку. Допустим, маркировка С30.15-3 – 3-х метровая свая сечением 150 мм

На первый взгляд может показаться, что нет ничего проще, как изготовить армокаркас, уложить его в форму и залить бетоном, немного подождать – и забивная свая готова. Да, сегодня все чаще и чаще появляются мини производства, которые изготавливают различные ж/б изделия, в том числе и сваи. Но забивная свая – это особый вид жб конструкций, технология ее изготовления включает в обязательном порядке цикл пропаривания после заливки бетона. Пропаривание сваи происходит в специальных камерах. Без цикла пропаривания с очень большой вероятностью при наборе прочности бетона не будут достигнуты требуемые по ГОСТам нормативы. Соответственно такие изделия могут быть негодными для применения в строительстве. Позволить себе камеры пропаривания может далеко не каждое производство, ведь речь идет не только о самих камерах, но и об увеличении количества циклов производства и сложности самого процесса пропаривания.

Много раз нам приходилось встречаться со сваями плохого качества. Железобетонная свая, как и любое ЖБИ, подлежит государственной сертификации. Поэтому перед покупкой свай обязательно удостоверьтесь, имеет ли производитель сертификат качества на сваи и обязательно требуйте паспорт качества партии свай при их покупке.

Свая, изготовленная с соблюдением всех технологических процессов, имеет высокий срок эксплуатации – более 100 лет.

Виды фундаментов для возведения дома

Проект и строительство дома, как правило, начинают с его фундамента. Как известно, цена возведения фундамента часто составляет половину стоимости самого дома.

Фундамент – часть конструкции, передающая нагрузку от его надземной части на основание. Закладывается фундамент ниже точки промерзания грунта. Это необходимо для того, чтобы при выпучивании грунта не происходило деформации конструкции в зимнее время.

Пример готового свайного фундамента

Фундаменты условно можно разделить на шесть групп:

• плитный;
• ленточный;
• свайный;
• свайно-ростверковый;
• столбчатый;
• континуальный.

При выборе того или иного вида фундамента необходимо учитывать особенности грунта и способность его к пучению. К пучинистым грунтам относятся глинистые почвы: глины, суглинки, супеси, ведь такие почвы хорошо удерживают влагу. При замерзании, из-за образования льда, происходит поднятие почвы, ее начинает пучить.

В пучинистых почвах, при значительной глубине промерзания особенно эффективна установка столбчатых фундаментов. В горизонтально подвижных грунтах использование столбчатых фундаментов может привести к выталкиванию его из грунта, поднятию и опрокидыванию всей конструкции.

Проект дома с мансардой на свайном фундаменте

В случае если местность, на которой устанавливается постройка, имеет неровную поверхность, во избежание ее бокового сдвига, обязательным условием является устройство жесткой железобетонной подушки между опорами.

Самым распространенным и надежным является ленточный фундамент. При строительстве частного дома стоит прислушаться к отзывам специалистов, ведь ленточный фундамент не всегда может быть применим.

Свайный фундамент позволит создать крепкую конструкцию, независимую от движения поверхностных вод.

Какой именно вид фундамента применим для данной местности, расчет его глубины, а также подбор необходимых строительных материалов помогут сделать опытные специалисты.

Источник