Виды свайных фундаментов и классификация всех типов свай

Если крыльцо дома оказывается перекошенным, плохо открываются двери и окна, а в стенах наблюдаются трещины, все это свидетельствует о неправильно выбранном фундаменте. Так что к данному вопросу необходимо подойти со всей ответственностью и серьезностью.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания. В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Схема буронабивного фундамента

Перед тем, как рассчитать свайный фундамент рекомендуется ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация» приложение А. Там представлены основные определения, исходя из которых, тип грунта можно определить визуально.

Далее потребуется таблица с указанием прочности грунта в зависимости от его типа и консистенции. Все необходимые для расчета характеристики приведены на картинках ниже.

Глинистая почва в области подошвы сваи

Глинистая почва по длине сваи

Песчаный грунт

Крупнообломочные породы

Преимущества винтовых свай

Винтовые сваи имеют следующие достоинства:

  • отсутствие земляных работ;
  • возможность домостроительства на сложном рельефе и слабом грунте;
  • легкость пристраивания на готовые архитектурно сформированные участки;
  • высокая несущая способность;
  • отсутствие усадки;
  • возможность установки вблизи коммуникаций и в любое время года;
  • долговечность.

Фундамент из винтовых свай применяется на слабом грунте, где высокая влажность, промерзание и текучесть. С ним нельзя будет построить подвал, но данный недостаток является характерным для всех типов свайного фундамента.

При выборе винтовых свай следует обратить внимание на следующие факторы.

Преимущества винтовых свай
  1. Основой служит новая труба из стали с пескоструйной обработкой и надежным антикоррозионным покрытием. Толщина стенки должна быть не менее 4 мм, а лопастей — более 5 мм.
  2. Труба снаружи должна быть гладкой, без выступающих сварных швов, а лопасть — правильной формы.
  3. К качеству сварки предъявляются высокие требования, иначе соединения не выдержат при ввинчивании в грунт.

Существуют следующие виды винтовых свай:

  • литые, обладающие высокой прочностью соединения лопасти с трубой;
  • сварные — с привариванием лопастей на тело сваи;
  • комбинированные, собираемые из двух частей, — лопасти с конусом.

Винтовые сваи не монтируют в скалистом и каменистом грунте, хотя имеется специальное оборудование и для такой установки.

Что такое свайно-ленточный фундамент

Ленточный фундамент на сваях представляет собой устойчивую и долговечную конструкцию, предусматривающую монтаж ленты на сваи. В результате получается монолит. Такой вариант часто выбирают в качестве основания для малоэтажных массивных домов.

Что такое свайно-ленточный фундамент

Ленточный фундамент на сваях получается в результате соединения свай и ленточной конструкции. Такой вариант выбирают при сооружении домов на территориях с проблемными грунтами. Сваи могут иметь разную длину, форму и диаметр. Нагрузка от здания распределяется на ленту, что позволяет избежать разрушительных воздействий подвижного грунта. В этой системе есть железобетонный элемент, устанавливаемый на различную глубину.

Что такое свайно-ленточный фундамент

Размещение винтовых свай в плане

Целостность дома помогут сохранить правильно расставленные опоры. С их помощью нагрузка равномерно будет распределяться под площадью застройки, в связи с чем удастся избежать нежелательных просадок. Дом со сложными контурами в плане требуют особого внимания, особенно углы и места сопряжения стен. Установка под ними винтовых свай является обязательной.

Размещение винтовых свай в плане
Размещение винтовых свай в плане

Размещение винтовых свай в плане
Размещение винтовых свай в плане

Схемы размещения свай зависят от конструктивных особенностей дома. Существует четыре типа их расположения в плане:

Размещение винтовых свай в плане
Размещение винтовых свай в плане
  • одиночное – под вертикальными стойками каркасного дома, в угловых точках, под несущими стенами (равноудалено с шагом не более 3 метров);
  • ленточное – под несущими стенами, но, в отличие от одиночных винтовых свай, с укороченным шагом, доходящим нередко до 0,5м. Расположение опор в виде ленты позволяет фундаменту принимать и распределять более существенные нагрузки;
  • кустовое – под тяжелыми одиночными или групповыми конструкциями, а также под массивным оборудованием. Шаг, в этом случае, значения не имеет, так как винтовые сваи в месте установки могут размещаться слишком близко в хаотичном порядке. Главное условие – они должны присутствовать по всему периметру и площади плитного ростверка небольших размеров, требующегося для монтажа, к примеру, тяжелой несущей колонны каркасного здания;
  • сплошное, называемое свайным полем. Опоры заполняют всю площадь под фундаментной плитой с шагом около одного метра. Такое размещение винтовых свай в плане практикуется при проектировании тяжело нагруженных объектов или при строительстве на грунтах со слишком слабой несущей способностью.
Размещение винтовых свай в плане
Размещение винтовых свай в плане

Для частных домов и небольших строений используются, как правило, первые два типа расположения винтовых свай.

Размещение винтовых свай в плане
Размещение винтовых свай в плане

Читайте также:  Как строятся монолитные дома методом несъемной опалубки?

Особенности укладки основы для здания

Перечисленные достоинства и недостатки необходимо учитывать перед началом строительства в совокупности с особенностями фундамента. Так, составляя чертеж и план работ, делается расчет количества опорных элементов.

Сваи ненадежны в качестве опоры дома на подвижных грунтах. Определить данное свойство может только геолог после проведения сложных технических работ. А это увеличивает стоимость монтажа основы.

Монтаж в вечномерзлых грунтах не вызывает трудностей, но требует тщательно изучения состава почвы. Если в ней присутствует большое количество камней, то установка элементов потребует применения спецтехники. В вечномерзлых грунтах устанавливаются винтовые сваи, которые вкручиваются в землю до твердого уровня почвы.

Перечисленные особенности многие принимают за минусы свайной основы для дома. Но при грамотном подходе, привлечения специалистов и тщательного изучения местности, даже на вечномерзлых грунтах фундамент прослужит 50-70 лет.

Свайный вид фундамента относится к надежным, прочным и экономичным вариантам создания основы для малоэтажного дома. При выборе материала учитывайте плюсы и минусы конструкции, особенности монтажа и как составляется чертеж для грамотной разметки территории и проведения строительных работ без допущения ошибок.

Устройство свайного фундамента с ростверком

При проектировании фундаментов двумя основными задачами является обеспечение несущей способности и противодействие силам вспучивания грунта при его промерзании. Иными словами — нельзя допустить просадки строения под собственным весом и его перекоса при неравномерном пучении. Основными мерами по обеспечению устойчивости являются:

  1. Сквозное пробуривание слабых или насыпных грунтов до достижения пласта с хорошими несущими характеристиками.
  2. Засыпание пазух скважины материалами нерудного происхождения. При этом производится послойная трамбовка засыпки.
  3. Сохранение геотермального тепла под зданием путём теплоизоляции фундамента и создания качественной отмостки.
  4. Защита сооружения от влияния подпочвенных вод устройством кольцевого или пристенного дренажа, а при необходимости — и межпластового.

    Для компенсирования действия сил морозного пучения лицевую поверхность фундамента и основание отмостки утепляют современными полимерными материалами

Устройство свайного фундамента с ростверком

Оговоримся, что свайно-ростверковый фундамент не следует путать с ленточным, опирающимся на сваи. Разница состоит в том, что ростверк опирается только на сваи в узловых точках, а лента в полной мере опирается как на свайные устройства, так и на грунт.

Читайте также:  Что такое буронабивной фундамент с ростверком

Различают три вида ростверков по месту расположения:

  1. Высокий. Независимо от способа изготовления и материала ростверк располагается на расстоянии от грунта. Такие конструкции применяются при строительстве эстакад, мостов, жилых домов и хозяйственных построек на склонах. Отдельной областью применения является возведение причалов или пирсов.
  2. Повышенный. Подошва такого ростверка находится на уровне поверхности земли, не опираясь на грунт. Устройство опоры такой конструкции позволяет сохранить воздушную подушку под зданием, защищая её от ветра. Недостатком является отсутствие доступа к пространству под домом.
  3. Заглублённый ростверк. Весьма распространённая и популярная конструкция ввиду низкой стоимости и функциональности. Отличие от других состоит в том, что лента располагается ниже уровня грунта. Заливка ленты производится в желобчатую опалубку.
Устройство свайного фундамента с ростверком

В отличие от ленточного свайно-ростверковый фундамент имеет опоры только в узловых точках

Виды свайных фундаментов

Одна свая не способна выдерживать большие нагрузки. Высокую несущую способность свайный фундамент приобретает благодаря объединению свай в единую систему при помощи ростверка.

В зависимости от того, как организовано свайное основание, выделяют несколько разновидностей фундаментов.

Монолит

В точках расположения свай бурят скважины. Затем в них устанавливают опоры. Столбы забиваются при помощи молотка или копра. Свободное место заполняют бетоном.

Пустотелые сваи из железобетона представляют собой составную конструкцию, звенья которой соединяют методом сварки или при помощи скручивания болтами. Нижняя часть таких свай заполнена грунтом. В верхнюю заливают бетонный раствор. Затем сваи объединяются ростверком.

Буронабивной фундамент

Если рассматривать свайный фундамент и его виды, то достаточно большой популярность пользуются основания на буронабивных сваях. Такие опоры изготавливают непосредственно на месте строительства.

Виды свайных фундаментов

Изготовление буронабивных свай проходит в рамках следующего алгоритма:

  • С учетом параметров свайных элементов на площадке бурят скважины. В них устанавливают обсадные трубы, которые одновременно будут являться опалубкой.
  • Полость сваи армируется.
  • Затем опора бетонируется.

Винтовой фундамент

Для погружения в грунт винтовых свай используется профессиональное оборудование. При желании можно вкрутить сваю самостоятельно, при помощи помощника. Но это достаточно трудоемкое занятие. Приглашая для установки винтовых свай профессиональную бригаду, обязательно следите за ходом выполнения работ.

Сваи должны вкручиваться в грунт на проектную глубину. Менять направления вкручивания опоры в процессе работы запрещено. Перед тем, как приварить металлические оголовки, работники должны заполнить опору бетоном.

О того, насколько добросовестно будет соблюдена технология установки опор, зависят несущие характеристики и долговечность фундамента.

Какими бывают сваи

Деление на различные виды свайных фундаментов и классификация свай подразумевают группирование по материалу изготовления и способу монтажа.

По материалу

Выбирая материал сваи, следует оценивать не только его физические свойства в сочетании с рабочими характеристиками, но, также, стоимость, доступность и удобство монтажа. Сегодня применяют такие виды свай:

1. Деревянные.

Какими бывают сваи

Наиболее распространены деревянные опоры из сосны и ели, но иногда встречаются и лиственничные, дубовые и кедровые сваи.

Древесина хорошо поддается обработке и во многих регионах является самым доступным материалом, но из-за таких существенных недостатков, как малая прочность и подверженность гниению, к применению деревянных свай сегодня прибегают довольно редко.

Читайте также:  Монолитная плита фундамента из железобетона

Их установка считается оправданной при возведении построек с малым сроком службы, а также при наличии высокого уровня грунтовых вод.

Вычисление несущей способности свайно-винтового фундамента

Несмотря на то что свайно-винтовые фундаменты достаточно надежны, а их конструкционные особенности можно рассчитать используя специальный калькулятор, определение удерживающих характеристик фундамента непременно выполняется. Опорные свойства винтовой сваи напрямую зависят от типа грунта.

Таблица: Определение несущих характеристик винтовой сваи

Почва Структура Расчетное сопротивление грунта (кг/см²) Опорная способность винтовой сваи (т), при глубине залегания лопасти (см)
150 200 250 300
Глина Полутвердая 6 4,6 5,5 6,15 6,6
Тугая 5 4,15 4,8 5,7 6,4
Мягкая 4 3,65 4,45 5,05 5,85
Супеси и суглинки Полутвердая 5,5 4,35 5,15 5,85 6,55
Тугая 4,5 3,8 4,7 5,4 6,05
Мягкая 3,5 3,4 4,25 4,7 5,4
Лёсс Мягкая 1 2,25 2,8 3,65 4,4
Песок Средняя 15 9,05 9,6 10,5 11,0
Мелкая 8 5,65 6,35 7,05 7,75
Пылеватая 5 4,1 4,95 5,65 6,2

Расчет любого фундаментного основания проводится по единой методике, здесь может применяться специальный калькулятор.

Свайно-винтовой фундамент

Вычисление несущей способности свайно-винтового фундамента

Последовательность расчета:

  • определение коэффициента сопротивления почвы;
  • вычисление массы постройки;
  • определение давления, оказываемого весом здания на опору;
  • сравнение удерживающих характеристик основания и давления, оказываемого постройкой;
  • корректировка конструкции фундаментного основания или параметров сваи.

Верный подбор и расчет винтовой сваи позволит домохозяину сэкономить на ремонтных работах базового уровня дома. Конструктивно сваи отличаются по виду почвы, где устанавливается опора:

  • для вечной мерзлоты;
  • для пучинистых и обводненных почв.

Используемые материалы

Рассматривая классификацию свай и свайных фундаментов, важно знать, из каких материалов изготавливаются опорные элементы.

Сваи из древесины

Устройство свайных фундаментов из этого материала применяется под легкие дома, масса которых на каждый квадратный метр не превышает нормативное значение.

Как правило, возводится такое основание под времянки и хозпостройки, кафе, автомойки. К данным сооружениям не предъявляются повышенные требования по согласованиям, как в случаях с капитальными объектами.

Деревянные сваи различаются по пиломатериалам и бывают:

  • сосновыми;
  • еловыми;
  • дубовыми;
  • из кедра или лиственницы.

Выбираются прямые бревна, зачищаются. Длина свай может составлять 4.5 – 16 м, в диаметре – 20 см. Если предстоит выполнить большое заглубление, то максимально разрешается наращивать не более четырех элементов. Нижняя часть затачивается конусообразно длиной в полтора – два ствольных диаметра. Если грунт плотный или содержит камни, на нижний участок фиксируется стальной башмак. Верхний торцевой участок оснащается металлическим кольцом, чтобы исключить деформирования во время вбивания.

Используемые материалы

До начала установки деревянные сваи обрабатываются специальными составами, защищающими от гниения, обжигаются. В качестве дополнительной меры их покрывают креазотом либо осмолкой, обертывают бандажами антисептического действия.

Для столбов фундаментной основы готовят скважины, диаметр которых в полтора раза превышает аналогичный параметр свай. В качестве нижней опоры используют камни либо бетонный раствор. Завершив установку свай, их закапывают и плотно трамбуют. Если все технологические требования соблюдены, деревянная свая прослужит вам не менее двух десятков лет.

Сваи из железобетона

Этот вид свай для фундамента бывает в форме готовых балок либо заливается в опалубку, установленную в подготовленной скважине.

Свайные конструкции бывают круглыми или многоугольными, концы снизу заострены. Параметр длины – до 16 м, диаметр – от 200 до 400 мм.

Особой популярностью пользуются сваи с квадратными сечениями, так как считаются менее трудоемкими и самыми технологичными в производстве.