Свайные фундаменты для малоэтажного строительства

Свайные фундаменты для малоэтажного строительства

В середине девяностых, будучи в славном городе Ростове-на-Дону, я любовался красотами казачьего Дона и вдруг увидел картину, повергшую меня в изумление: добротный трехэтажный корпус стоял в воде по верхнюю кромку первого этажа. Как выяснилось, в этом районе грунты имели лессовое происхождение. На склоне берега построили санаторий. Здание опиралось на фундаментную плиту. В том году шли обильные дожди, почва сильно ослабла и просела. Фундаментная подушка не позволила постройке развалиться, но сама, словно огромная лыжа, сползла в реку. Тогда я невольно подумал, что при использовании свайного фундамента беды можно было избежать.

Виды свайных фундаментов

Их применяют при залегании слабых грунтов в основании, а также в районах, где точка промерзания грунтов достигает 1,1-1,5 м от поверхности. Конструкция представляет собой систему свай и ростверка. (рис. 1)

Сваями называются относительно длинные стержни, погружаемые в грунт в готовом виде или изготовляемые в грунте в вертикальном или наклонном положении. Свайной конструкцией (фундаментом) называется группа свай, объединенная поверху специальными плитами или балками (ростверками). Ростверки могут быть низкими, то есть погруженными в грунт, или высокими, выступающими над грунтом.

Сваи изготавливают из различных материалов, основой может служить железобетон, металл, дерево. Форма сечения имеет вид квадрата, прямоугольника, круга.

По способу передачи давления от сооружения на основание различают сваи-стойки и сваи трения.

• Сваи-стойки передают нагрузку на твердые породы, их несущая способность зависит только от несущей способности грунта под острием сваи.
• Сваи трения окружены со всех сторон грунтами, нагрузка передается на основание с помощью сил трения боковых поверхностей и сопротивления грунта под нижним концом сваи.

Для устройства свайных фундаментов применяют забивные, винтовые и набивные сваи. Два первых типа изготавливают на предприятиях стройиндустрии, третий монтируют на месте из монолитного железобетона или в сочетании со сборными элементами заводского изготовления.

• Забивные погружают в грунт, используя силы вдавливания, вибрации или удара. Применение указанных методов зависит от грунтов в месте строительства. Вдавить сваю можно только в мягкий грунт. С помощью вибрации легко поддаются грунты сыпучей, водонасыщенной и пластичной консистенции. Ударный метод применим в любых грунтах, за исключением скальных.
• Винтовые пригодны для любого грунта. К ним наряду с силой вертикального давления применяется еще вращающая горизонтальная сила, отчего свая погружается в основание, словно гигантский шуруп. Обычно ее изготавливают из полой трубы, по внешней поверхности стенки приваривают винтовое ребро.
• В малоэтажном строительстве из-за простоты и дешевизны применяются буронабивные сваи. Их не погружают в грунт, а изготавливают в грунте под основанием будущего строения. В месте, предназначенном для размещения стержня, пробуривают скважину, устанавливают металлический арматурный каркас и заливают бетоном. В сыпучих грунтах для устойчивости скважины применяют обсадную трубу или рубероидную обкладку, которую после заливки извлекают или оставляют для повышения прочности сваи.

Нужен ли свайный фундамент частному застройщику?

Стоимость фундамента (может составлять от 10 до 25 процентов общей цены) во многом зависит от его конструкции и состояния грунтов. Свайные фундаменты нельзя отнести к дешевым. Разброс стоимости монтажа одной сваи с учетом материалов в Московской области - от 70 до 180 долларов.

Конечно, на хороших твердых грунтах целесообразней строить дом на ленточных или плитных фундаментах. Здесь в отличие от свайных не нужна высокопрофессиональная техническая подготовка и можно обойтись без средств механизации.

И все же у свайных оснований есть ряд преимуществ:

• выше надежность работы фундамента;
• значительно меньше объем земляных работ;
• за счет малой материалоемкости общая расходная часть ниже, чем при сооружении других видов;
• возможен монтаж в зимний период (не страшна проморозка грунтового основания);
• нет опасности просадок строения при нарушении структуры грунта под влиянием природных факторов (подтопление, выпучивание, сдвиги и т. д.).

Экономия строительных материалов при возведении свайного фундамента, к сожалению, подменяется высокими затратами при доставке и забивании свай. Сравнительная таблица вполне показательна.

Приблизительная стоимость основных работ при изготовлении трех видов фундаментов под условно возводимым домом с площадью застройки 9х7 м. Завоз материалов на объект не учтен

Приобретая земельный участок под строительство, прежде чем выбрать тип фундамента, постарайтесь найти геологическую характеристику грунтов или поговорить с соседями, которые уже строятся. Если к поверхности близко подступают грунтовые воды, менее чем 1,5 метра, оптимален свайный фундамент. Крайне неоднородная, состоящая из водонасыщенных глин, суглинков, супесей, мелких и пылеватых песков почва подвержена морозному пучению. Крайне неблагоприятен для обычных видов фундамента торфяник.

При неровном ландшафте применим фундамент из винтовых свай. Регулируя глубину погружения, можно решить проблему горизонтального выравнивания строения без больших материальных затрат. Сваи под каменным строением обвязывают монолитным железобетонным ростверком; под каркасными, панельными и бревенчатыми деревянными домами - брусчатым ростверком.

Опыт строительства показал, что сваи успешно выдерживают срок службы в течение 150 лет. Известны случаи, когда деревянные свайные творения древних зодчих на Северо-западе России находятся в прекрасном состоянии на протяжении двух веков.

Оборудование и технология для монтажа свай.

От сложного к простому

В гражданском строительстве применяют копровое оборудование, навешиваемое на различные базовые машины (тракторы, автомобильные краны, одноковшовые экскаваторы;

Отечественная промышленность выпускает копровое оборудование для работы со сваями длиной от 3 до 12 м. К сожалению, для частного застройщика оно дороговато.

Независимо от применяемого оборудования стоимость забивки свай определяют на единицу изделия.

Один погонный метр железобетонной сваи стоит в среднем 400 руб. или 14,5 долл. Забивка одного погонного метра - 138,55 руб. или 5 долл.

В результате несложного расчета получим стоимость забивки одной трехметровой сваи с учетом стоимости материала: (14,5+5)х3 = 58,5 долл. или 1621 руб.

Винтовые сваи изготавливают из стальных труб с винтовым наконечником, поэтому они дороже. Свая длиной 1,2 м стоит 1750 руб. плюс оголовок 310 рублей. Итого: 2060 руб. или 74 долл.

Все рассмотренное оборудование предназначено для механической установки свайного фундамента. А можно ли провести эти работы дешевле? Да. При этом обязательно нужен садовый бур или бур ТИСЭ (60-70 долл.), остальные инструменты у серьезного застройщика всегда найдутся.

Буронабивные сваи с ростверком (в виде ленточного фундамента)

Прежде чем перейти к описанию технологии, следует заострить внимание на том, что основание сваи всегда должно быть глубже слабых пород и точки промерзания грунта. При бетонировании сваи необходимо выполнить ее армирование с выпуском арматуры на высоту будущего фундамента 400?500 мм. Начинать работы следует с разметки контура фундамента. Затем удаляют растительный слой и грунт на глубину предполагаемой толщины ростверка. Выборку грунта под устройство ростверка выполняют так, чтобы поверхность траншеи располагалась строго горизонтально, и после изготовления буронабивных свай с учетом песчаной подготовки глубина заложения была не менее 200?300 мм от поверхности земли. Высота ростверка над поверхностью определяется высотой снега. Толщина бетонного слоя - 400?500 мм, что позволит выполнить армирование и привязаться к сваям. После подготовки траншеи, через два или три метра по периметру будущего фундамента с помощью садового бура изготавливают шурфы сечением 120?150 мм на глубину ниже точки промерзания, но не менее чем 1500 мм. Основание шурфа расширяют до 250?350 мм в диаметре от нижней отметки на высоту 300 мм, насыпают песок слоем в 50 мм и утрамбовывают (рис. 3). Затем в отверстие вставляют оболочку из рубероида или пергамина по толщине сваи до начала расширения, арматурный каркас и заливают бетоном. Бетон желательно приобретать готовый, но можно приготовить самим, причем не обязательно с помощью бетономешалки. Заготовьте песок и гравий без примесей глины и земли (от чистоты компонентов зависит качество). Соотношение следующее: 30-45 % песка, 70-55 % гравия. Цемент применяйте с маркой не ниже 300. Помните: качество бетона повышается до определенной нормы цемента. Увеличение количества цемента снижает прочность и качество бетона. Для приготовления одного кубометра готовой бетонной смеси нужно: цемент марки 400 (289 кг), песок (562 кг), щебень (1375 кг). В раствор добавляют воду в объеме 70 % от массы цемента. Если песок и гравий влажные, воды взять на 10 % меньше. При работе в холодное время года для ускорения схватывания бетона воду следует подогревать до 40-50°, летом же, наоборот, лучше применять холодную водопроводную воду, а не использовать емкости-накопители. В готовой смеси цемент/вода/песок/щебень соотносятся как 1,2/0,8/2,3/5,7.

Лучше всего такая форма получается с помощью бура ТИСЭ. Бетон заливают в свайное отверстие и утрамбовывают с помощью электровибратора. Если его нет, можно использовать самодельную трамбовку, изготовленную из деревянной чушки диаметром чуть меньше арматурного каркаса.

Через 2-3 часа после схватывания открытую поверхность бетона, в том числе и опалубку ростверка, обильно поливают водой. В жаркую погоду первые два-три дня полив надо производить каждые 3-4 часа, затем - 2-3 раза в день в течение недели. Влажным бетон поддерживают 14-28 дней, накрывая полиэтиленовой пленкой, что позволяет в 2-3 раза сократить число поливов. Вот и готов ваш простейший свайный фундамент. Пора приниматься за кладку стен будущего дома.