Разновидности свайных фундаментов

В этой небольшой статье мы рассмотрим только те конструкции свайных фундаментов, которые рекомендованы и широко применяются  в индивидуальном малоэтажном строительстве, т.е. те типы, которые можно построить с минимальным использованием дорогостоящей спецтехники и оборудования.

Свайные фундаменты можно использовать на участках практически с любым типом грунта и рельефа. На слабых грунтах (рыхлых песках, пылевато-глинистых грунтах текучей консистенции, илах, грунтами с большим количеством органических включений типа сапропеля, торфа) песчаных, глинистых грунтах, на участках с низким уровнем грунтовых вод. Сооружение свайного фундамента на участке с высоким уровнем грунтовых вод возможно, но требует дополнительных затрат. Свайный фундамент позволяет снизить затраты на земляные работы и материалы (бетон, арматура, опалубка) по сравнению с ленточным фундаментом глубокого заложения ниже сезонного промерзания грунта. Нормативная база по строительству свайных фундаментов изложена в СНиП 2.02.03-85.

Сваи различаются по способу заглубления в грунт и по взаимодействию с грунтом.

По способу заглубления сваи могут быть, как буровые железобетонные (когда пробуренные скважины заполняются бетонной смесью, либо в них опускаются железобетонные конструкции), так и винтовыми.

По взаимодействию с грунтом сваи подразделяются на стоячие и висячие.

Первые опираются своим нижним концом  на малосжимаемые грунты основания (скальные породы, известняк, песок).

Вторые, это сваи всех видов, которые опираются на сжимаемые грунты (почва, глины, супеси, суглинки, лессовидные просадочные и т.п.) и передающие нагрузку на грунты основания боковой поверхностью и нижним концом.

Следует помнить, что

При строительстве свайных фундаментов для зданий и сооружений относящихся к III группе ответственности нижние концы свай можно опирать в песчаных и пылевато- глинистых грунтах, если они относятся к слабозаторфованным, примерно 10%-20% ( по массе)  торфа. И не допускается опирание нижних концов свай на грунты с большим показателем текучести > 0,5 (пылевато-глинистые, рыхлые водонасыщенные пески).  Если в геологическом разрезе есть слой  погребенного торфа, то нижний конец сваи должен быть заглублен не менее чем на 2 м ниже подошвы этого слоя.

Для выяснения этих обстоятельств рекомендуется проводить геологические изыскания.

Буронабивные сваи выполняются сплошного сечения с уширениями  в нижней части (разновидность -  технология ТИСЭ)  и без. Скважина,  пробуренная в пылевато-глинистых грунтах выше уровня подземных (грунтовых) вод бетонируется без крепления стенок скважин.   В случае, если скважина бурится ниже уровня подземных (грунтовых) вод, то обязательна откачка воды и закрепление стенок скважин глинистым раствором или извлекаемыми обсадными трубами.

Свайный фундамент проектируется в виде равномерно распределенного свайного поля (расстояние между сваями не менее 1 м) под всем сооружением, которое объединяется сплошным ростверком, подошва которого опирается на грунт. Ростверк должен быть непрерывным и расположенным в одном уровне. Устройство безростверковых свайных фундаментов для зданий и сооружений не допускается.

При расчете нагрузки на сваю фундамент рассматривают как рамную конструкцию, которая воспринимает вертикальные, горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты.

Горизонтальную же нагрузку,  принимают равномерно распределенной между всеми сваями одинакового сечения.

Под отдельно стоящие опоры (колонны) допускается сооружение одиночных свай.

На основе вышеизложенного мы предлагаем несколько стандартных решений строительства свайных фундаментов.

Свайный буронабивной с заглубленным ростверком:

Размеры: ростверк 300х500мм, диаметр сваи 150мм; ростверк 400х500мм, диаметр сваи 250мм.

Данный фундамент рекомендуется к строительству на слабых просадочных грунтах, грунтах с большим количеством органических включений типа сапропеля, торфа, на участках с низким уровнем грунтовых вод, песчаных, суглинистых, а также на пылевато - глинистых грунтах.  Глубокое заложение свай (ниже величины сезонного промерзания) обеспечивает эффективную работу фундамента при вертикальных деформациях грунта. Для нейтрализации действия касательных сил сезонного пучения, горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов применяется армирование свай. Буронабивные сваи армируются по длине ствола. Сваи связываются мелкозаглубленным армированным монолитным ростверком. Ростверк выполняет роль жесткой рамы, связывающей свайное поле в единую конструкцию.  Хорошее технологическое решение  для строительства на участках с переменным рельефом. На такой фундамент можно построить дом не только из дерева и различных блоков. Подкрепленный конструкторским расчетом, данный тип фундамента подойдет и для небольшого кирпичного коттеджа. Свайный буронабивной с заглубленным ростверком фундамент экономит затраты на материалы (бетон, арматура, опалубка, песок для обратной засыпки) в разы по сравнению с монолитной армированной лентой глубокого заложения

• Размер сваи 150мм для домов из дерева (большого диаметра или сечения), блоков (пенобетон, газобетон), кирпича, камня, монолита. Посмотреть схему фундамента З-БН15-150

• Размер сваи 250ммдля домов из кирпича, камня, монолитных домов. Посмотреть схему фундамента З-БН25-150

Свайный ТИСЭ:

Размеры: ростверк 400х400мм, диаметр сваи 200мм, ростверк 400х600мм, диаметр сваи 250мм.

Фундамент  выполненный по технологии ТИСЭ, отличается от свайного буронабивного с заглубленным ростверком расширенной подошвой и висячим над землей ростверком. Сваи выполненные по технологии ТИСЭ обладают более высокой несущей способностью, чем обычные буронабивные сваи. Одна свая ТИСЭ выдерживает вес 10-15 тонн за счет большей площади опоры. Эта технологии зарекомендовала себя на пучинистых грунтах для домов в 1-2 этажа из дерева, клееного бруса, бревна оцилиндрованного, бревна ручной рубки, монолита, блоков из различных материалов. Свайный фундамент по технологии  ТИСЭ можно применять, также как и свайный буронабивной с заглубленным ростверком для строительства  на склоне. С некоторыми доработками сваи ТИСЭ могут возводиться в районах с повышенной сейсмической активностью. Лента - ростверк по технологии ТИСЭ располагается над землей на 10-15см для защиты ростверка от сил морозного пучения грунта. Рекомендованный шаг для свай – 1 - 2м, такая конструкция выдерживает двухэтажный дом из кирпича и бетонных блоков. Также как и свайный буронабивной с заглубленным ростверком фундамент по ТИСЭ экономит затраты на материалы в 3 раза по сравнению с лентой глубокого заложения. Недостаток -  требует устройство высокой утепленной отмостки, дополнительного утепления и отделки цокольной части.

• Размер сваи 200мм для домов из дерева, блоков (пенобетон, газобетон), камня, кирпича, монолита. Посмотреть схему ТИСЭ-200.

• Размер сваи 250мм для домов из камня, кирпича, монолитных домов в 2 этажа. Посмотреть схему ТИСЭ-250.

Свайный винтовой: 

Винтовые сваи – железные сваи-оболочки с винтовым острием, которое позволяет «закрутить» сваю в грунт, полость сваи бетонируется. Такой тип фундамента может быть возведен почти на любых типах грунта, кроме скальных пород. Хорошее технологическое решение для устройства фундамента на склонах, очень слабых грунтах. Одна свая имеет запас прочности от 4 тонн до 18 тонн, в зависимости от диаметра и толщины металлической оболочки. Поэтому фундамент на таких сваях может служить основанием как для деревянных домов, так и кирпичных сооружений. Винтовые сваи применяются при реконструкции уже существующего здания, сооружении пристроек. После установки винтовых свай они бетонируются, оголовки свай скрепляются между собой швеллером, брусом или первым венцом деревянного дома, железобетонным ростверком, железобетонной плитой. Скорость возведения такого фундамента 1-3 дня в зависимости от объема работ. Этот вариант фундамента достаточно экономичен за счет отсутствия земляных работ, малого количества расходуемых материалов. Недостатки – такая конструкция фундамента требует усиленных мероприятий по утеплению пола в доме, необходим расчет параметров свай, сложность  установки, если нет возможности заезда буровой машины. Нельзя забывать о коррозийных процессах, которые будут идти в металлической оболочке и обвязке.