Что такое свайный фундамент: 🔨 виды, этапы проектирования, расчёт, цена.

Свайный фундамент: устройство, установка и расчет

Свайный фундамент – один из самых быстровозводимых и доступных по стоимости типов опорных оснований. В зависимости от материала и сечения свай он может быть применён как в частном жилищном малоэтажном строительстве, так и при возведении высотных зданий или промышленных сооружений. В данной статье мы расскажем об основных характеристиках и разновидностях свайных фундаментов. Покажем пример расчёта площади сечения и количества свай. А также предоставим пошаговые инструкции по возведению свайного фундамента своими руками.

Краткое содержание статьи:

Назначение и разновидности свайных фундаментов

Свайные фундаменты применяются на грунтах, где невозможно использование других типов оснований:

• болотистые, торфяники, подтопляемые;
• зыбкие, пучинистые;
• вечная мерзлота.

На мягких, но стабильных грунтах также допускается применение свайных фундаментов. Однако осуществляется это исключительно из экономических соображений удешевления строительства.

Важно! Существуют некоторые ограничения на установку свай. К примеру, забивные или винтовые сваи не получится использовать на скальных грунтах или почвах, состоящих из крупнообломочных пород.

Область использования:

• малоэтажное строительство – коттеджи, хозяйственные и технические объекты;
• каркасные сооружения – ангары, навесы;
• МАФы – беседки, крытые и открытые павильоны, детские игровые площадки;
• сезонные или временные сооружения для проведения концертов;
• опоры ограждений как сеточных, так и капитальных.

Отличие от столбчатых оснований и классификация

В отличии от столбчатого, свайный фундамент для дома имеет гораздо большую глубину залегания и может использоваться на зыбких грунтах. Наиболее распространенные типы свайных опор:

1. Стойки – проходят насквозь слабый грунт, опираются на прочную породу. Выдерживают значительные нагрузки, практически не дают усадки.
2. Висячие – удерживаются в грунте силой трения боковых поверхностей. Отличаются развитой, нередко, ребристой контактной поверхностью.

По конструкции и способу установки в частном строительстве различают сваи следующих типов:

1. Забивные – железобетонные, деревянные, металлические.
2. Винтовые – металлические.
3. Буронабивные – монолитные железобетонные, заливаются в заранее обустроенную скважину.

Читайте также: Столбчатый фундамент

Самостоятельный расчет конструкции свайного фундамента

Расчёт свайного фундамента осуществляется в соответствии с нормативом СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». В упрощённом варианте для небольших сооружений расчёт будет выглядеть следующим образом.

Определяется суммарная нагрузка от всех строительных конструкций на фундамент (согласно СП 20.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»). В частности учитывается:

1. Вес стен:

• древесина – 450-650 кг/м³;
• газо-, пенобетон – 400-900 кг/м³.

2. Вес утепленного кровельного пирога с покрытием из:

• асбоцементного шифера – 60-80 кг/м²;
• мягкой черепицы, ондулина, рубероида – 30-55 кг/м²;
• металлочерепицы, профнастила – 20-30 кг/м².

3. Эксплуатационные нагрузки на каждый этаж (мебель, жильцы) – не менее 100-150 кг/м².
4. Вес межэтажных перекрытий (включая цокольные и чердачные):

• деревянные на балках – 70-150 кг/м²;
• из железобетонных пустотелых плит – 350 кг/м²;

5. Снеговая и ветровая нагрузка берутся из справочника СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» для каждого конкретного региона.

Далее, согласно рекомендациям СП 22.13330.2016 определяется несущая способность грунта на строительной площадке – его расчетное сопротивление. Высчитывается количество свай по площади их подошв. Так, у винтовой опоры площадь подошвы будет зависеть от диаметра лопасти:

Для примера

Пусть диаметр лопастей сваи – 250 мм, следовательно площадь подошвы составит 490 см². Расчетное сопротивление для полутвердых суглинков и супесей – 5,5 кг/см². Произведение, этих двух показателей даст несущую способность одной опоры – 1375 кг.

Принимаем суммарную нагрузку от сооружения (дом каркасно-щитовой типа) равную 30 т. Разделив её на несущую способность одной опоры, получим необходимое количество – (21,8) 22 шт. Учитывая, что следует использовать коэффициент запаса прочности 1,4, на практике придется установить 31 опору. Однако это слишком большое количество, поэтому рекомендуется взять сваи большего диаметра и повторить расчёт.

Существуют установленные стандарты диаметров свай и соответствующих им диаметров лопастей:

• 89 мм – лопасть 250 мм;
• 108 мм – лопасть 300 мм;
• 133 мм – лопасть 350 мм.

Выбрав следующую по диаметру сваю и повторив расчёты, с учетом коэффициента запаса прочности получим 11 шт. Такое количество опор равномерно распределяется по схеме дома. Они устанавливаются под каждым из углов, в местах примыкания и пересечения стен. На прямых участках шаг установки должен быть в пределах 1,7-2,5 м.

Читайте также: Как построить недорогой, но надежный фундамент

Свайный фундамент своими руками

Технология установки свайного фундамента может значительно отличаться в зависимости от типа сваи, особенности грунта или возможности  применения строительной техники. Однако, подготовительные работы во всех случаях практически идентичны. Выполняется предварительная очистка территории строительной площадки. Привязка будущего сооружения к плану участка. Разметка мест установки свай.

Буронабивной фундамент

При помощи ручного, бензинового или автобура выбираются скважины под опоры. Диаметр скважин должен быть больше расчетного диаметра свай на 7-10 см. Для чего делается запас? Точно пробурить вертикальную скважину даже в мягком грунте довольно проблематично, тем более, с использованием ручного инструмента. В тоже время, опоры должны быть позиционированы строго вертикально. Запас в размерах скважины даст необходимый зазор для правильной установки обсадки.

В скважину спускается обсадная труба. Её положение контролируется в нескольких точках по окружности. Опора фиксируется в вертикальном положении. Для этого можно использовать обычные подпорки из досок или забить клинышки между внешними стенками обсадки и внутренними стенками скважины. Крепление должно быть максимально надежным, чтобы удержать сваю в вертикальном положении до окончания всех работ.

ВАЖНО! В качестве обсадной конструкции (стакана) могут пользоваться трубы: толстостенная пластиковая, асбестовая, шовная стальная. Также возможен вариант создания буронабивной сваи из армирующего каркаса с рубашкой из рубероида.

Внутри обсадной трубы устанавливается несколько прутов арматуры. Они не должны прикасаться к внутренним стенкам стакана (мин. зазор 50 мм). Если его диаметр позволяет, то арматура сваривается в каркас. За счет армирования свая сможет без разрушения сопротивляться знакопеременным нагрузкам, возникающим от морозного пучения грунта.

Бетон для заливки сваи подготавливается более пластичной консистенции, чем для ленточного или плитного фундамента. Пропорции цемента, песка и щебня должны быть 2:2:3  соответственно.  Если труба имеет небольшой внутренний диаметр, важно следить, чтобы в процессе формовки не образовались воздушные пробки. Следует выполнять периодическую трамбовку вручную либо электрическим погружным вибратором.

Повторно проверяется точность позиционирования сваи. Если опора расположена вертикально, осуществляется обратная засыпка зазора между внешней стенкой сваи и скважиной вынутым ранее грунтом. Зазор заполняется послойно, не более чем по 20 см. Каждый слой тщательно трамбуется.

После созревания бетона до технологической прочности оголовки свай срезаются по одному горизонтальному уровню.

Винтовой фундамент

Регламент для устройства свайно-винтового фундамента напоминает вышеописанный для буронабивного:

1. Под каждую сваю формируется лидер-лунка глубиной не более 15 см, шириной соответствующей диаметру лопасти. Как правило, вполне достаточно снять верхний слой дерна. При использовании механизированных средств вкручивания винтовых свай можно обойтись без лидер-лунки, что делает опору устойчивей.

ВАЖНО! Профессиональные строители не рекомендуют применять лидер-лунки, а при крайней необходимости не углублять их более 5 см. Это позволяет винтовой свае распределять нагрузку от сооружения как на плоскость лопасти, так и на свою боковую поверхность.

2. Опора позиционируется на месте установки. Выравнивается и вкручивается в грунт. Процесс сопровождается постоянным контролем ее положения относительно вертикали.
3. После вкручивания всех свай их оголовки корректируются или срезаются по единому уровню.
4. Во внутреннюю полость заливается пескобетон. Если опора имеет достаточный диаметр, допускается использование наполнителей типа мелкого щебня.
5. После твердения бетона к оголовкам привариваются широкие фланцевые пластины. Для них используют сталь толщиной не менее 10 мм.
6. В зависимости от материала ростверка он крепится к фланцам при помощи шпилек или приваривается.

Фундамент из забивных опор

Забивной монтаж свайного фундамента рекомендуется выполнять с привлечением специальной строительной техники. В противном случае, можно не достичь несущих грунтов. Ручная проходка допускается только при возведении МАФов или других конструкций, не создающих значительного вертикального давления.

Технология забивки свай различается в зависимости от материала их изготовления:

Древесина. Применяются только элементы из плотных пород древесины диаметром не менее 20 см. Один конец бревна заостряется, на него крепится металлический конус – башмак. Он выполняет защитные функции и облегчает прохождение плотных слоев грунта. На противоположный конец надевается стальное кольцо, предотвращающее раскалывание бревна.

Металл. Используется профилированный прокат (двутавры, швеллера, рельсы) или трубы. Металлические опоры можно забивать на большую глубину, а при необходимости нарастить приваркой дополнительных сегментов.

Железобетон. Встречаются как круглые, так и прямоугольные железобетонные сваи, обычно заводского изготовления.

Устройство ростверка

В частном жилищном строительстве чаще используется свайный фундамент с ленточным ростверком, реже с плитным. В зависимости от степени заглубления ленточный ростверк делится на три типа:

Заглубленный (низкий) – его нижняя часть опускается ниже уровня грунта. Между сваями прокапывают траншеи, на дне которых устраивается песчано-гравийная подушка. Укладывается арматурный каркас, закрепляемый к оголовкам свай. Устанавливается опалубка, в которую формуется бетонный раствор.

Наземный – для него последовательность действий та же, что и при возведении заглубленного ростверка, но уровень утрамбованной песчаной подушки совпадает с дневной поверхностью грунта.

Висячий (высокий) полностью располагается на опорах, с грунтом не соприкасается. Как правило, сборный свайно-ростверковый фундамент выполняется из железобетонных балок заводского изготовления. Реже делается монолитным. Это связано с большим расходом материалов и времени на сборку опалубки.

Плитные ростверки применяются в многоэтажном строительстве. С их помощью выполняется обвязка свайных полей. Это опоры под всей площадью сооружения расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга. Как и ленточные, плитные ростверки бывают сборными и монолитными.

Подводим итоги

Свайный фундамент имеет определенные технические ограничения. В доме невозможно обустроить подвал. А при возведении сооружения из штучных стройматериалов не обойтись без мощного ростверка. Кроме того, самостоятельная установка свай возможна только для небольших построек.

Тем не менее, устройство свайных фундаментов показывает и немало преимуществ на этапах нулевых циклов. Ведь их отличает доступная стоимость, быстрый монтаж, возможность проведения работ в зимнее время, строительства дома на грунтах со слабой несущей способностью.

Утепление свайного фундамента ПЕНОПЛЭКСом

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент — недорогое решение в частном домостроении. Свайные фундаменты для лёгкого дома или хозяйственной постройки могут быть из железобетона или металла, по типу обустройства — забивные, буронабивные, винтовые.

Винтовые металлические сваи распространены в малоэтажном строительстве для лёгких каркасных домов. Сваи соединяются между собой, образуя единый каркас, на который монтируются лаги и стены дома.

Плюсы и минусы винтовых металлических свай

Главные достоинства винтовых металлических свай высокая скорость монтажа и небольшая стоимость.

Среди недостатков данного типа фундамента надо отметить низкую несущую способность свай. Опорой для дома служат несколько свай, которые передают все нагрузки на грунт. Площадь острия сваи очень маленькая и не позволяет строить на данном типе фундаментов дома со стенами из блоков или кирпича. 

Дома на винтовых сваях можно строить на ограниченном типе грунтов. Не рекомендуется возводить дома на таких фундаментах на водонасыщенных, пучинистых и слабых грунтах. Пучение грунтов приведет к неравномерной деформации отдельных свай и образованию трещин в стенах. Частичное разрушение стен станет источником постоянных ремонтов и повышенных затрат на отопление. Слабые грунты требуют серьезной геологической подготовки, определения глубины залегания прочного грунта — основания для опорной части свай. Прочное основание может залегать достаточно глубоко, тогда потребуются сваи большой длины.

Среди недостатков дома на винтовых металлических сваях — дополнительное утепление пола. Пол дома находится над зоной с холодным уличным воздухом — вентилируемом подпольем. Комфортного микроклимата внутри дома и существенного снижения затрат на его отопление, можно достичь только при использовании эффективной теплоизоляции.

Чтобы снизить потери тепла через пол, над вентилируемым подпольем устраивают пол по лагам с теплоизоляцией из экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^®.

Правила расчета и проектирования

Проектирование свайного поля и подбор свай производится с учетом существующих грунтов и нагрузок. При расчете высоты первого этажа учитывается повышенный расход теплоизоляции пола над вентилируемым подпольем.

Фундаменты проектируются на основе нормативных документов и с учетом:

• Результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий для площадки строительства;
• Климатических условий района строительства;
• Нагрузок, действующих на сваи.

Техническое решение свайного фундамента с ПЕНОПЛЭКС®

Не допускайте ошибок!

В домах на металлических свайных фундаментах устраивают полы по лагам. Теплоизоляция в конструкциях полов должна быть влагостойкой и обеспечивать высокие теплозащитные свойства. Чем выше теплозащита пола, тем меньше затраты на отопление дома. 

Высокая влагостойкость — очень важное свойство качественной теплоизоляции. Гигроскопичность утеплителя из минеральной ваты приводит к потере теплоизоляционных свойств, появлению бактерий, плесени и грибов, которые способствуют разрушению материала. 

ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® не подвержен деформациям, в отличие от минеральной ваты, которая находясь между лагами, т.е. фактически на улице, быстро теряет свои теплоизоляционные свойства, оседает и перестает защищать от холода. В этом случае потребуется замена всей конструкции пола.

Почему ПЕНОПЛЭКС^®?

Высокоэффективная теплоизоляция из экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® обладает уникальными качествами:

Прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® не менее 0,3 МПа (30 т/м²). Эффективный утеплитель надежно защитит дом от трещин, деформаций и разрушений.

Плиты эффективной теплоизоляции не изменяют своих свойств в течение всего срока эксплуатации — более 50 лет.

Важной характеристикой плит ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® является нулевое водопоглощение. Это значит, что конструкция пола надежно защищена от влаги из земли и воздуха.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® обладает высокими теплозащитными характеристиками — расчетный коэффициент теплопроводности материала составляет не более 0,034 Вт/ м∙°С. При монтаже поверх лаг исключается появление мостиков холода. При монтаже минеральной ваты между деревянными лагами, они становятся проводниками холода, т.к. теплозащита дерева в 10 раз хуже, чем у минераловатной теплоизоляции.

Свайный фундамент, что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный или свайно-ростверковый фундамент применим как в промышленном, так в гражданском и частном строительстве. Суть его заключается в том, что в качестве фундамента здесь выступают заглубленные в грунт сваи, связанные сверху между собой либо железобетонными балками, либо плитами. Эта связывающая часть называется ростверком. Давайте рассмотрим — когда целесообразно применять технологию свайного фундамента?
Таких ситуаций несколько:
1. Здание возводится на слабых грунтах: плывуны, растительные грунты (торф, илы и т.д.), глины и суглинки в текучепластичном состоянии, лёссовидные и сильно пучинистые грунты.
2. Глубина промерзания превышает полтора метра.
3. Расчетная ширина ленточного фундамента получается более полутора метра.
4. Возведение здания по каркасной технологии (тогда его колонны снизу целесообразнее подпереть сваями).

Виды свай применяемых для изготовления свайного фундамента

По виду применяемых материалов сваи делятся на деревянные (которые из-за гниения древесины почти не используются), металлические (применяются очень редко по причинам дороговизны самого металла, время- и финансовозатратных антикоррозийных мероприятий и работ, для которых нужна специальная техника), бетонные и железобетонные (ЖБИ).
По характеру работ: сваи-стойки (они проходят сквозь слабые слои и передают давление от здания на плотный материковый грунт или скальные породы) и висячие сваи (они погружаются в сжимаемый грунт и передают нагрузку боковыми поверхностями).
По способу погружения в грунт существует несколько основных категорий:

• 1. Набивные сваи, которые бывают бетонные или железобетонные. Они, в свою очередь, в зависимости от вида сечения подразделяются на прямоугольные, круглые полые, квадратные, квадратные с круглой полостью. По виду армирования: с предварительно напряженной арматурой (прядевой продольной или стержневой) и с ненапрягаемой арматурой. По конструкции: с камуфлетной пятой, с открытым или закрытым нижним концом.

  Набивные сваи изготовляют путем укладки бетона класса В15 (М200) и выше с арматурой или без нее в заранее пробуренные или выполненные при помощи обсадных труб отверстия. Основные преимущества таких свай: низкая стоимость, т.к. они изготавливаются прямо на месте, значит, отпадает надобность в специальных формах для их изготовления и транспортировке; возможность устройства фундамента вблизи других объектов в условиях недостатка свободных площадей, одинаковое соприкосновение с грунтом независимо от его состава и длины сваи. Недостаток только один: невозможность контроля качества.

  К этому же типу относятся и буронабивные сваи, которые представляют собой изготовленные в заводских условиях изделия, устанавливаемые в заранее пробуренные отверстия. Существует более современная разновидность набивных свай – инъекционные сваи. Суть их применения заключается в том, что сверлится сравнительно тонкое отверстие (L/d = 80-120) в которое вставляется одиночная арматура (арматурный стержень) и в скважину закачивается под давлением цементный раствор. Затем производится опрессовка водой. Такая технология хорошо зарекомендовала себя для усиления уже существующих фундаментов.

• 2. Забивные сваи. Они представляют собой уже готовые изделия и забиваются в грунт при помощи специальной техники (копра, вибропогружателей, сваевдавливающих установок и т.д.). По виду подразделяются на призматические, трапециевидные и цилиндрические, в виде трубы с окаймляющим кольцом на стыке для наращивания звеньев сваи. Трубчатые сваи с железобетонными опорными кольцами отличаются очень высокой несущей способностью, к тому же они, по сравнению со сплошными, более экономичны.
• 3. Винтовые сваи, которые бывают со стальным или железобетонным наконечником, так же, как и сваи с раскрывающимися шарнирными упорами, применяются для зданий, имеющих большие горизонтальные нагрузки. Если преобладают вертикальные нагрузки, сваи устанавливают вертикально, при значительных горизонтальных нагрузках иногда применяют способ наклонной установки. Винтовые сваи противостоят опрокидыванию и выдергиванию фундаментов на разных типах грунта.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты бывают ростверковые и безростверковые. Безростверковые фундаменты – это свайные поля или свайные ленты, непосредственно на сборные оголовки которых устанавливается здание. Обычно для безростверковых фундаментов применяют железобетонные забивные сваи с квадратным сечением. Такие фундаменты можно применять только в нормальных условиях. Для устройства их в сейсмоопасных районах, на набухающих грунтах и в некоторых других случаях должны проводиться специальные исследования.

Ростверковые фундаменты – это фундаменты, в которых сваи объединены ростверком (железобетонными плитами либо балками). Благодаря ним, нагрузка на грунтовое основание и сваи передается равномерно. Различают три вида ростверков: монолитные, сборные и сборно–монолитные. По месторасположению они бывают высокие и низкие. Первые, расположенные ниже поверхности грунта, передают вертикальное давление частично на грунт, частично – на сваи, вторые – только на сваи.

Размещение свай в фундаменте

Различают следующие виды расположения свай:

• — одиночное, при котором сваи расположены под отдельными опорами;
• — ленточное – когда сваи расположены в один ряд по всему периметру фундамента. Чаще всего применяется в частном строительстве;
• — свайные полосы (гребенки) – когда сваи располагаются в 2 и более рядов под ростверки большой протяженности. Чаще всего эту технологию применяют при строительстве жилых и промышленных зданий;
• — свайные кусты – небольшое количество свай, которые расположены в основном под несущими колоннами, стойками и т.д. или при отдельно стоящем высоком сооружении, например, дымовой трубе.
• — свайное поле – оно располагается под монолитным или сборным ростверком большого размера. Во всех случаях, когда сваи размещаются больше, чем в один ряд, их можно располагать рядовым способом или в шахматном порядке.

Если говорить о частном строительстве, предполагающем возведение сравнительно небольших и легких домов, то наиболее часто применяются буронабивные и стальные винтовые сваи. Также иногда используют и забивные сваи из дерева. Впрочем, это скорее экзотика. Учитывая сравнительно небольшой вес возводимых домов при частном строительстве, максимальная длина свай не превышает 6 м.

Применение свайного фундамента позволяет:

• сократить время проведения фундаментных работ;
• возводить дома на сложных грунтах;
• сократить затраты на возведение фундамента;
• нанести меньший, по сравнению с традиционным ленточным фундаментом, вред окружающей среде.

Мифы про винтовой свайный фундамент — Реальное время

И их эффективное разоблачение

В строительной сфере, как и в любой другой, складывается масса мифов, большинство из которых происходит из недостаточной осведомленности людей о материалах или технологиях. Иногда заблуждения проистекают из общения с неквалифицированными строителями — не секрет, что нарушение технологии может испортить даже самый замечательный материал. Сегодня поговорим о мифах, которые складываются вокруг винтового свайного фундамента.

«Винтовые сваи — ненадежный тип фундамента. В разных домах и на разных почвах они то качаются, то выпирают наверх, а то и вовсе тонут».На самом деле, корень всех этих проблем кроется в другом. Во-первых, сваи могут быть просто-напросто неправильно смонтированы. Во-вторых, проектировщик мог неверно рассчитать нагрузку и схему самого фундамента. И третья вероятная проблема — вы не стали заказывать геологию грунта, а сделали, понадеявшись на авось.

Дом на сваях может качаться, потому что сваи ввинтили на слишком небольшую глубину; их слишком высоко подрезали над поверхностью грунта; у них недостаточно большой диаметр; мало самих свай; грунт слишком мягкий. Если сваи проседают — значит, нагрузка на грунт рассчитана неверно. Если же наблюдается «подъем» дома и сваи начинают подниматься — дело в морозном пучении грунта, когда сваи вкручены неглубоко и лопасти находятся в зоне промерзания.

«Укоренить сваи в грунте — легко и просто, это один из самых удобных в организации типов фундамента».Винтовые сваи славятся среди обывателей тем, что якобы их монтаж легче легкого. Но на деле это не так. Есть несколько случаев, в которых дом на сваях окажется «золотым» в части трудозатрат и денег. И все эти случаи связаны с типом грунта.

Например, если грунт слабонесущий, то ввинтить пробную сваю действительно легко — она входит в землю, как горячий нож в масло. Но это совсем не хорошо. Значит, под вашим домом слишком мягкий грунт. А значит, нужно удлинять эту сваю и заглублять все дальше и дальше — до тех пор, пока не уткнетесь в более твердый грунт. Ее итоговая длина и станет тем мерилом, по которому нужно будет заказывать остальные. Вам останется только подсчитать, стоит ли овчинка выделки и не будет ли это слишком дорогим способом.

Твердый грунт — тоже не панацея. Если он слишком прочный, то придется попотеть, чтобы завинтить сваю в землю — и молитесь, чтобы выдержал металл. Бывает и такое, что лопасти отламываются под воздействием грунта.

И, наконец, еще один «бич» таких фундаментов — камни в толще земли. Лопасть может уткнуться в камень (пусть даже небольшой) — и свая встанет намертво, отказываясь закручиваться дальше. Твердые и каменистые грунты «лечатся» многовитковыми сваями, но это определяется в каждом частном случае.

«Сваи быстро проржавеют, фундамент придет в негодность».Некоторые недоверчивые «специалисты» отговаривают хозяев от домов на сваях — утверждают, что сталь в грунте непременно подвергнется коррозии, уже через десяток-другой лет их прочность уже не будет достаточной, и придется строить новый дом.

В действительности долговечность свай зависит от того, какой у вас на участке грунт (кислые почвы действительно могут быть более агрессивными, как и сильно засоленные). Но если мы имеем дело с большинством почв, встречающихся в Татарстане, то весь вопрос будет в том, как правильно выбрать марку стали, толщину сваи и насколько качественно обработана поверхность.

Не стоит выбирать неокрашенные трубы или покрытые краской, не предназначенной для пребывания в толще грунта. Да, этот вариант дешевле. Но за долговечность такого дома действительно никто не поручится. Но если выбран подходящий диаметр, если металл покрыт надежной краской, а выход трубы из земли обработан антикоррозионным покрытием, минимум полвека ваш дом спокойно простоит. Цинковое покрытие трубы еще лучше — оно дополнительно повышает срок жизни фундамента.

«На подготовку винтового свайного фундамента потребуется всего лишь один день».Если в вашем плане-графике срок установки фундамента установлен исходя из этого популярного утверждения — возьмите карандаш и срочно внесите правки. Нет, мы не говорим о том, что монтировать свайное основание под дом нужно неделю. В идеальных условиях сваи ввинчиваются действительно быстро, и под частный дом одного строительного дня хватит.

Но идеальные условия складываются не всегда. Мы уже говорили о сложных грунтах, которые могут существенно замедлить ввинчивание. Еще одно популярное препятствие — если участок не пустой. Допустим, на нем уже есть другие строения. Или растут деревья, а вы категорически не хотите с ними расставаться. Или вы поставили забор на площадке. Дело в том, что в таком случае затруднено применение строительной техники наподобие автобура. Или нет возможности применить длинный рычаг. Значит, времени на монтаж винтового свайного фундамента потребуется больше, чем вы запланировали.

«Винтовые сваи — материал, который выбрать легче легкого. Они все выглядят одинаково и представляют собой одну и ту же конструкцию. Разница — только в обработке поверхности, толщине и марке стали, а с этим справиться легко».Поверьте, вы страшно удивитесь, если начнете изучать этот вопрос чуть глубже. Винтовые сваи — очень разные. В первую очередь, при выборе не наткнитесь на некачественную сварку (гаражное изготовление любых материалов — вообще бич строителей в России).

Стоит тщательно проверять и толщину стенок труб — тонкостенные трубы вам не друг, не товарищ и не брат. Иногда бывает так, что сама труба сварена из металла правильной толщины, а на лопастях производитель сэкономил и их сталь тоньше. Это тоже неправильно.

В конце концов, наконечники могут быть самыми разными — сделанными под разные типы грунтов. Бывают даже сваи, выкрутить которые из земли практически невозможно (снабженные неким «стопором» из тонкого металла — он загибается при выкручивании и мешает вращению.

«Свайный фундамент «на винтах» можно собирать только в теплый сезон, зимой даже не мечтайте это сделать».Это, конечно, не так, особенно в климатических условиях Татарстана. Летом работать на стройке, конечно же, удобнее — никто не мерзнет, все происходит быстро и даже в некотором роде приятно. Но и зима — вовсе не повод отказываться от «фундаментно-винтовых» работ. Разве что тридцатиградусные морозы или, скажем, сильный снегопад могут помешать это сделать — но наша зима, как правило, мягкая и позволит выбрать удобные дни.

Сначала на площадке убирают снег и открывают поверхность грунта. Это сделать легко (особенно если есть спецтехника). Приямок сваи придется сделать отбойником, а бетон засыпать сухим. Отдельно обратите внимание на то, что противоморозные добавки для бетона на самом деле не дают вам карт-бланш на заливку раствора в мороз. В этом вопросе есть множество нюансов, которые нужно будет изучать отдельно.

Грунт в наших условиях промерзает неглубоко, и уже через пару витков вы войдете в непромерзшую землю, так что дальше техника работы ничем не будет отличаться от той, что применяется летом.

«Если дом легкий, можно сэкономить на толщине свай и использовать тонкие».Теоретически, можно использовать тонкие сваи под легкие дома. Но есть нюансы. Разберемся в диаметрах винтовых свай из «тонкой группы».

Винтовые сваи диаметром 57 мм подходят под фундаменты беседок, теплиц. Хорошо они встанут под террасой, лестницей. Толщина 76 мм позволяет ставить на винтовые сваи не только вышеперечисленное, но и небольшой сарай, и невысокий профнастиловый забор (у высокого будет больше парусность, а значит, потребуется более крепкий фундамент). Сваи в 89 мм толщиной выглядят уже больше похожими на правду — они удержат и баню из бруса, и небольшой каркасный дом в один этаж. Но дом будет качаться на ветру, если грунт мягкий. Специалисты советуют использовать тонкие сваи под дом, только если речь идет, к примеру, о зоне крыльца или открытой веранды.

Свайный фундамент его виды и особенности, а также плюсы и минусы

Фундамент с использованием свай целесообразно устанавливать на земельных участках с неустойчивыми грунтами – песчаными, болотистыми или торфяными, а также на почвах с наличием грунтовых вод и большой глубиной промерзания. Свайный фундамент вполне доступная для самостоятельного выполнения конструкция, но требующая определенных знаний, точного расчета и специализированного оборудования. От правильно выполненной разметки и качества свай, которые можно заказать в нашей компании, напрямую зависит надежность и долговечность будущего строения – частного дома, коттеджа, хозяйственных построек.

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент представляет собой железобетонные опоры, установленные в вертикальном положении в грунт и связанные ростверком, что обеспечивает равномерную нагрузку, прочность и надежность основания под будущее строение.

Способы установки железобетонных опор зависят от типа (маркировки) свай, которые можно забивать, вкручивать в грунт, либо погружать в заранее подготовленные отверстия соответствующего диаметра.

Фундамент на сваях требует установки опор разного типа, так как несущая способность у них разная. Поэтому, покупая сваи, необходимо знать, какую нагрузку может выдержать соответствующий тип опоры. Под внешними и внутренними углами будущего дома устанавливают столбы с более высокой несущей способностью. Под несущими стенами необходимо устанавливать опоры большего диаметра, а под перегородками – меньшего, так как нагрузка здесь меньше. Опорные столбы имеют разную длину, поэтому выбирать их нужно, исходя из особенностей грунтов и глубины погружения. Учитывая, что расстояние между опорами должно быть не менее 1,7 м, нетрудно рассчитать требуемое количество свай под строение определенной площади.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты имеют три основных вида, которые получили свое название от типа опорных столбов и технологии их установки. К основным их видам можно отнести:

— свайно-винтовой

— забивной

— буронабивной

Для первого вида требуются винтовые сваи, представляющие собой металлическую трубу с приварными лопастями, образующими своеобразный винт, с помощью которого опорные столбы ввинчиваются в грунт. Обычно лопасти располагаются на столбе в один ряд, но есть разновидности таких свай, где лопасти располагаются в несколько рядов, что значительно ускоряет процесс ввинчивания опоры. После установки пустая полость металлического столба, как правило, заливается бетоном, что значительно увеличивает его несущие способности.

Для второго вида используются железобетонные столбы с квадратным сечением. Нижняя часть такой опоры имеет заострение, улучшающее погружение столба в грунт. Железобетонные сваи достаточно тяжелые, поэтому без спецтехники здесь не обойтись, которая и забивает опоры в грунт на соответствующую глубину. Устанавливаются опоры достаточно быстро и отличаются высокой несущей способностью. Применяются на любых грунтах, кроме горных.

Для третьего вида используются буронабивные сваи с полусферической подошвой. Для установки опор своими руками требуется бурение отверстий в грунте соответствующего диаметра. Пробурить нужное количество отверстий можно как вручную, так и с помощью специальной техники. Этот вид фундамента является самым востребованным и отличается способностью выдерживать большие нагрузки.

Особенности технологии установки

Все вышеперечисленные фундаменты имеют свои технологические особенности. Свайно-винтовой отличается тем, что нет необходимости в землеройных работах. Установка винтовых свай не требует большого количества рабочих. Выполнить эту работу можно силами двух человек. Поэтому свайно-винтовой фундамент идеально подходит для строительства дома своими руками, что обойдется значительно дешевле. Установка свай и обвязка занимают один день, что позволит быстро приступить к возведению строения.

Свайно-забивной фундамент отличается высоким качеством железобетонных свай, изготовленных промышленным способом. В зависимости от длины столбов, они способны погружаться в плотные слои почвы, что обеспечивает надежность опоры и увеличивает ее способность выдерживать большие нагрузки. Данный вид опор можно использовать на любых грунтах, при любых климатических условиях они сохраняют свою устойчивость. Отличие этого вида фундамента еще и в том, что технология установки не требует использования физической силы человека, так как всю работу выполняет техника.

Особенностями буронабивного свайного фундамента является сооружение свайного основания на месте производства строительных работ. Скважины, сделанные в грунте, тут же армируются и заливаются бетоном. По сути, фундамент состоит из буронабивных свай, отличающихся высокими несущими способностями с пожизненной гарантией. Работа выполняется в несколько этапов:

— бурение скважин

— вертикальная установка в скважины асбестоцементных труб

— армирование (укладка арматуры в полости труб)

— заливка труб бетоном

— установка ростверка

— закрытие цоколя.

Низкая стоимость, быстрота установки, применение на любых грунтах и при любых климатических условиях делает данный вид свайного основания наиболее востребованным.

Основные требования при армировании труб

Армирование труб требует выполнения общепринятых правил, которые позволят выполнить работу быстро и качественно.

Во-первых, для армирования каждой опорной трубы следует использовать арматуру 12 или 10 мм, металлическую или стеклопластиковую. Потребуется 3-4 прутка.

Во-вторых, перед установкой арматуры в полость трубы необходимо предварительно связать пруты распорками из проволоки на равном расстоянии друг от друга.

В-третьих, концы прутов, после погружения в полость трубы, должны быть выше ее края на 15-20 см.

В-четвертых, после завершения армирования, заливку бетоном следует осуществлять таким образом, чтобы внутри трубы не было пустот.

Примерно дня через 3-4 можно приступать к установке ростверка, армирование которого осуществляться по тем же требованиям.

Плюсы и минусы свайных фундаментов

Свайный фундамент имеет много плюсов, что делает его всегда востребованным. К таким положительным характеристикам можно отнести:

— применение на любых грунтах вне зависимости от времени года и климатических особенностей местности.

— короткие сроки установки, понятность и простота выполнение монтажных работ своими руками.

— экономичность, позволяющая сэкономить от 20 до 40 процентов средств, выделенных на строительство дома.

— полное отсутствие или минимум землеройных работ в процессе установки фундамента.

Минусами являются сложность произведения расчетов в ходе проектирования, использования фундаментов такого вида только для легких строений, отсутствие возможности устроить подвал.

Статья в Яндекс Дзене

---

Комментарии

Свайный фундамент своими руками. Виды свай для возведения свайных фундаментов.

Свайные опоры изготавливают из хвойных пород, дуба. Выбирают прямоствольные бревна, очищают от коры. Чтобы получить опоры одинакового диаметра и равной несущей способности бревна обтесывают, поверхность шкурят. Для того чтобы столбы легко входили в грунт их нижние концы заостряют. Дерево пропитывают антисептиками и антипиренами либо покрывают расплавленным битумом.

На деревянных сваях строят легкие конструкции — бани из бруса, летние кухни, беседки, теплицы, садовые домики, навесы. Опоры из хвойных пород используют для застройки участков с глинистым, торфянистым, болотистым грунтом. Если строительство ведется на плотных почвах, тогда острие защищают листовой сталью или льют наконечники из чугуна. Чтобы верхняя часть опоры не пострадала от ударов молота на столбы надевают специальные кольца — бугели. Чтобы понять как сделать фундамент на сваях своими руками нужно знать на какую глубину следует погружать опоры. Если грунт слабый, просадочный, то рекомендуется использование нарощенных свай. Длина такой опоры может достигать 40 м. Для легких сооружений достаточно будет пятиметрового погружения.

Для забивки свай из дерева используют различные типы оборудования: паровоздушные молоты, дизель-молоты, вибропогружатели, вибромолоты, копры ручные и навесные, пневматические забиватели столбов, гидравлические коперы.

Столбы забивают по предварительной разметке, формируя свайное поле согласно проекту. Верхние части обрезают по одному уровню, спилы обрабатывают антисептической пропиткой. Опорные столбы объединяют в единую конструкцию обвязкой, которая повторяет контуры фундамента. Для усиления основания используют брус 150х200 мм.

Плюсы использования деревянных свай:

• Дерево поддается механической деформации, такой фундамент способен выдерживать серьезные изгибающие и растягивающие нагрузки.
• При наличии практических навыков и спецоборудования фундамент на сваях своими руками можно построить за 1-2 дня.
• Использование деревянных конструкций позволяет создать устойчивое основание на участке с нестабильным грунтом, перепадами по высоте.

К недостаткам можно отнести короткий срок службы деревянных опор, невысокую несущую способность. Такое основание подходит только для облегченных конструкций. Через 30-35 лет деревянный фундамент потребует капитального ремонта или замены.

Какой свайный фундамент для бани выбрать: винтовой или более надежный?

Баня является отдельным строением и на ее фундаменты распространяются все требования, как для дома или иного строения или сооружения.

Существуют несколько типов фундаментов, распространенных для строительства бани. К ним относятся:

• столбчатые, отдельные столбы из различных материалов по углам и другим опорным точкам бани.
• ленточные, лента из различных материалов по периметру стен бани.
• плита, под всей площадью бани заливается монолитная плита.
• свайные (разновидность столбчатых), отдельные сваи связаны ростверком по периметру стен бани.

В данном материале более подробно остановимся на свайных фундаментах.

Свайный фундамент для бани: плюсы и минусы

Что такое собственно свая? Это столб погружаемый в грунт, служащий для опоры здания или сооружения.

Как правило, свайные фундаменты для бани применяются на слабых и водонасыщенных грунтах, а также насыпных грунтах, которые не могут служить надежным основанием для иных типов фундаментов.

К преимуществам таких фундаментов можно отнести следующее:

1. независимость от грунтов залегающих в основании фундамента;
2. удешевление стоимости, при условии, если изначально вы планировали классический ленточный фундамент на глубину промерзания;
3. скорость возведения фундамента.

Недостатки:

1. сложность при выполнении работ;
2. удорожание, если изначально планировался малозаглубленный фундамент.

Виды свайных фундаментов

• забивные, отдельные железобетонные, деревянные или металлические сваи, забиваются грунт с помощью гидромолота или иным способом.
• буронабивные, в скважины пробуренные в грунте, заливается бетон.
• винтовые, металлическая труба с винтовым окончанием, погружается в грунт по способу шурупа (завинчивается).

Винтовой наконечник для сваи

Выбор свайного фундамента для бани

Баня, как правило, является небольшим зданием. Исходя из этого и следует выбирать вид фундамента.

Забивные свайные фундаменты требуют сложного сваебойного оборудования. После забивки железобетонных свай, необходимо срубать оголовки. Очевидно, что для бани данные фундаменты малоприменимы.

Остаются винтовые и буронабивные сваи. Рассмотрим более подробно каждый из видов.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи можно применять практически ко всем малоэтажным зданиям, в том числе и к баням. Единственно сложный технологический процесс при этом собственно бурение.

Полезное видео

В данном ролике автор рассказывает про фундаменты одноэтажных домов, но все сказанное можно применить к баням:

Несущая способность в буронабивной свае образуется от работы в двух плоскостях. Собственно от опорной поверхности на нижележащий грунт и от сцепления боковой поверхности сваи с грунтом, соприкасающимся со всей поверхностью сваи. Несущая способность распределяется примерно как 50-75 % на опорную поверхность, 50-25 % на боковую поверхность.

Благодаря этой особенности, буронабивные сваи могут и не опираться на прочные несущие слои основания, если они расположены слишком глубоко, а выполнять свои функции в качестве фундамента только за счет несущей способности боковой поверхности. Это так называемые «висячие сваи». Поэтому не рекомендуется при устройстве буронабивных фундаментов выполнять, какие-либо опалубки для самой сваи.

Устройство опалубки из металлических труб, асбоцементных труб, пластиковых труб, бывших в употреблении иных труб и конструкций коробчатого сечения возможно, но при этом стоимость фундамента возрастает примерно в два раза, так как требуется опалубка и дополнительные сваи для сохранения несущей способности. Бетон заливается непосредственно в скважины пробуренные в земле.

Учитывая ,что общая нагрузка от здания бани собственно невелика, никаких расчетов при устройстве буронабивных свай выполнять не требуется. Достаточно лишь воспользоваться несложной методикой:

• скважины необходимо выполнять диаметром 200 — 300 мм.(можно 400 мм.) на глубину 2 — 2,5 метра. В случае если бурение невозможно на такую глубину(бур не идет), значит уже достигнуто плотное основание грунта и можно остановится на достигнутой глубине.
• сваи располагаются по углам здания бани, под несущими наружными и внутренними стенами.
• расстояние между сваями необходимо брать не более 3 метров (для здания 6х4, с одной внутренней несущей стеной — 9 свай).

При невозможности выполнить скважину диаметром 200 — 300 мм возможно бурение скважин диаметром 100 мм, заменяя одну «большую» скважину двумя-тремя «малыми» скважинами, располагая их рядом или треугольником на расстоянии 300 — 400 мм друг от друга.

Важно: в этом случае «малые» скважины должны быть закончены общим оголовком из бетона, который их объединит.

Ростверк

Ростверк — бетонный фундамент объединяющий сваи по верху. Выполняется по осям здания. Сечение ростверка принимается по ширине, в зависимости от того, какой материал применяется для стен(не менее толщины стены), по высоте не менее 300 мм.

Винтовые сваи

Винтовые сваи возможно применять для всех видов небольших построек. Несущая способность зависит от опирания винтовой части на плотный слой грунта.

Достоинства:

• не нарушается поверхностный слой
• быстрое возведение фундаментов
• более дешевая конструкция (теоретически).

Берется свая — металлическая труба с лопастями(винтом) и закручивается в грунт. По верхам труб выполняется несущая металлическая рама (ростверк), на нее опирается само здание. Баня получается «парящая» в воздухе. Шаг свай 2,5 — 3 метра, расположение по углам здания и под несущими стенами. Для бани — рекомендуемый диаметр сваи не менее 108 мм.

Стоит учесть! Технология довольно проста на вид, но на самом деле фундамент в бане на сваях несет в себе массу нюансов.

1. Свая должна быть ввинчена в грунт не менее чем на 1,6 метра до плотного несущего слоя грунта, это обязательно. Какая получится конечная длина неизвестно, если не знать геологию грунтов на участке строительства.
2. Недолговечно. При ввинчивании обязательно возникнут потертости, что приводит к коррозии металла, особенно в обводненных грунтах.
3. Высокая степень контроля. Строгая вертикальность и горизонтальная отметка всех оголовков. Возникают дополнительные работы по отрезке или наварке свай.
4. Дополнительные работы по утеплению канализации и водопровода. Здание бани находится над землей.
5. Добросовестные производители, рекомендуют заполнять сваи бетоном с армированием.
6. При производстве работ в зимнее время необходимо делать предварительные скважины на глубину промороженного грунта.

Свайный фундамент под баню: шаг за шагом (буронабивной)

1. Выравниваем площадку под строительство и выносим на местность оси здания. Размечаем места бурения скважин, по выбранному количеству свай в зависимости от размера здания . Верх устья скважин должен соответствовать отметке предполагаемого уровня земли вокруг бани.
2. Бурим скважины при помощи ямобура на глубину 2 метра. Закрываем устья скважин крышками из подручного материала, для исключения осыпания земли.
3. Вставляем в скважины каркасы прямоугольной(4 стержня) или треугольной(3 стержня) формы из четырех или трех стержней. Арматура для каркасов А III длиной 2,5 метра, диаметром от 12 мм.
4. Заливаем скважины бетоном класса В15(марка 200). Если бетон изготавливается на месте, то необходимо на 1 м3 бетона:
   — цемент М400 — 300 кг.
   — щебень фракции 10-25 мм. — 1 тонна
   — песок — 800 кг.
   — вода — 250 литров.
5. В местах устройства ростверка выполняем подготовку из керамзита или шлака толщиной 100 мм., для предотвращения перелома в осенне-весенний период, при замерзании-оттаивании грунта.
6. Устанавливаем опалубку из деревянных или металлических щитов для ростверка( высота не менее 300 мм.), ширина соответствует диаметру скважин. При необходимости ширину можно увеличить, в зависимости от материала стен. Выносим на опалубке отметки уровня заливки бетона.
7. Армируем ростверк аналогично армированию свай (каркасы прямоугольные 4 стержня). Армирующие каркасы запускаем на сваи и связываем с арматурой свай вязальной проволокой.
8. Выпуски арматуры из свай загибаем и связываем с арматурой ростверка.
9. Заливаем бетоном и вибрируем бетон. Укрываем верх от попадания солнечных лучей, любым укрывочным материалом. Три дня, дважды в день поливаем ростверк водой.
10. Через три дня снимаем опалубку. Выполняем обмазочную гидроизоляцию битумной мастикой за два раза. Толщина гидроизоляции 2 мм.

Фундамент готов.

Совет: Желательно до устройства ростверка проложить выпуска для водоснабжения и водоотведения.

Далее по желанию делаем черновой бетонный пол.

1. Во внутреннем пространстве ростверка, непосредственно под зданием, выравниваем земляное основание, выполняем подготовку из шлака или керамзита, укладываем слой из геотекстиля или рулонного кровельного материала.
2. Затем укладываем слой утеплителя из экстрола или пеноплекса толщиной 100 мм.
3. Снова укладываем слой геотекстиля или рулонного кровельного материала.
4. Засыпаем полученный «пирог» грунтом ниже на 15 см. высоты ростверка.
5. Выполняем щебеночную подготовку толщиной 5-7 см.
6. Уплотняем, армируем сеткой с ячейкой 200х200 мм. из арматуры АI диаметром 4-5 мм.
7. Заливаем бетоном с вибрированием до отметки верха ростверка.
8. Ухаживаем за бетоном аналогично как по ростверку, т.е. укрываем и поливаем водой. Через три дня фундамент с бетонной подготовкой для устройства любого пола готов.

Ростверк с наружной стороны также утепляем экстролом с помощью фасадных дюбелей. Обшиваем асбоцементным листом и выполняем фасадную штукатурку.

При устройстве фундаментов в зимнее время необходимо использовать бетон В22,5(марка 300). При уходе за бетоном ростверка и бетонной подготовке пола, бетон необходимо утеплять. Засыпать опилками, шлаком, или слоем любого утеплителя.

• цемент М400 — 380 кг.
• щебень фракции 10-25 мм. — 1 тонна
• песок — 700 кг.
• вода — 250 литров.

Общий расход бетона на фундаменты и подготовки под полы для бани 6х4 с одной внутренней несущей стеной: около 10 м3 бетона.

Винтовой фундамент для бани: шаг за шагом

1. Подсчитывается количество необходимых свай и их длину. Для бани 6х4 метра с одной внутренней несущей стеной — 9 штук. При ровном участке и необходимом заглублении не менее 1,6 метра, длина сваи 2 метра. Рама металлическая по верху труб из швеллера 200 мм. — 28 метров.
2. Выносим на местность оси здания, и точки ввинчивания свай.
3. Тщательно контролируя вертикальность ввинчиваем сваю в грунт до ее полной остановке и невозможности вращения. Повторяем операцию для каждой последующей .
4. После завинчивания всех свай выносим горизонтальную отметку основания здания. После этого производим обрезку или дополнительную наварку при необходимости.
5. Заполняем сваи бетоном В 15(марка 200) с армированием стержнями арматуры А I диаметром 5-8 мм. При заполнении, производим тщательное вибрирование бетона.
6. Выполняем устройство рамы по верхам свай, в качестве основания дома.
7. Производим антикоррозионную обработку всех металлических деталей.

Бетонные полы в банях на свайном фундаменте

1. Для устройства бетонного пола в бане на свайном фундаменте используем несъемную опалубку. Формируем металлический короб по выполненной раме из листового металла 3 мм. в необходимых размерах в осях здания, с высотой борта 18 см.
2. Обмазываем полученный короб битумной мастикой.
3. Укладываем экстрол, толщиной 100 мм.
4. Заливаем бетон В 15(марка 200) толщиной 80 мм. с армированием сеткой 200х200 мм из арматуры АI диаметром 4-5 мм.

Фундамент для бани на винтовых сваях с основанием для устройства пола готов.

Видео

В ролике ниже показывается, как делается бетонный пол для дома на винтовых сваях. Там, конечно, все с размахом, для бани так много не надо, но принципы из ролика полезно знать и применить:

Во всех случаях желательно устройство деревянного пола по бетонному основанию. Чаще всего используют деревянный пол из лиственницы. В помещении парной доски укладываются плотно друг к другу, в помещении моечной с расстоянием 5 мм. друг от друга, для лучшего слива воды. Еще одним вариантом может быть наклейка на бетонное основание клеевого пробкового покрытия. В этом случае, за счет пробки, пол будет всегда теплым.

Советуем все тщательно просчитать, выбирая винтовой фундамент для бани, так как в итоге может выйти дороже, чем залить плитный, который вообще-то считается самым дорогим. Если соберетесь делать свайный фундамент, то взвесьте, нужно ли делать ниже глубины промерзания или достаточно мелкозаглубленного (столбчатого). Желаем успехов!

***

Основные принципы и классификации свайных фундаментов

Введение

Неглубокие и глубокие фундаменты обозначают относительную глубину почвы, на которой построены здания. Когда глубина фундамента меньше ширины основания и меньше десяти футов, это неглубокий фундамент. Фундаменты неглубокого заложения используются, когда поверхностный грунт достаточно прочен, чтобы выдерживать приложенные нагрузки. Если глубина фундамента больше ширины фундамента здания, это глубокий фундамент.Глубокие фундаменты часто используются для передачи строительных нагрузок глубже в землю.

Условия, при которых используется глубокий фундамент

· Грунт у поверхности, который имеет относительно слабую несущую способность (700 фунтов на квадратный фут или меньше)

· Грунт вблизи поверхности, содержащий экспансивные глины (усадка / набухающие почвы)

· Поверхностные почвы, уязвимые для удаления в результате эрозии или размыва

Классификация глубоких фундаментов

Глубинные фундаменты подразделяются на три категории:

· Свайные фундаменты

· Фундаменты скважин

· Фундаменты кессона

Типы фундаментов и базовые механизмы, участвующие в классификации глубоких фундаментов, рассматриваются в нашем обзорном курсе экзамена FE по гражданскому праву для тех, кто готовится стать инженером в процессе обучения.

Свайный фундамент

Свайный фундамент определяется как серия колонн, построенных или вставленных в землю для передачи нагрузок на более низкий уровень грунта. Свая — это длинный цилиндр, состоящий из прочного материала, например, бетона. Сваи вдавливаются в землю, чтобы служить устойчивой опорой для построенных на них конструкций. Сваи переносят нагрузки от конструкций на твердые породы, скалы или грунт с высокой несущей способностью. Сваи поддерживают конструкцию, оставаясь прочно уложенными в почву.Поскольку свайные основания закладываются в почву, они более устойчивы к эрозии и размыву.

Устройство свайного фундамента

Сваи сначала закладываются на уровне земли, а затем забиваются или забиваются в землю с помощью сваебойного станка. Сваебойщик — это машина, которая держит сваю вертикально и забивает ее в землю. Удары повторяются, когда тяжелый груз поднимается и опускается на сваю. Сваи следует забивать в землю до тех пор, пока не будет достигнута точка отказа, то есть точка, в которой сваю нельзя забивать в грунт дальше.Метод установки сваи является важным фактором структурной целостности свайного фундамента. Метод забивной сваи является идеальным вариантом, поскольку он меньше всего нарушает поддерживающий грунт вокруг сваи и обеспечивает максимальную несущую способность каждой сваи. Поскольку у каждой сваи есть зона воздействия на почву вокруг нее, сваи должны располагаться достаточно далеко друг от друга, чтобы нагрузки распределялись равномерно.

Категории свай

· В зависимости от назначения сваи подразделяются на несущие, фрикционные, фрикционные, несущие, направляющие и шпунтовые сваи.

· По составу материалов сваи классифицируются как деревянные, бетонные, песчаные или стальные.

1) Несущие сваи забиваются в землю до достижения твердого слоя. Несущие сваи опираются на твердые породы и действуют как столбы для поддержки конструкции. Несущие сваи допускают вертикальные нагрузки и передают нагрузку здания на твердый слой под ними.

2) Фрикционные сваи используются, когда почва мягкая и нет твердых слоев.Эти сваи длинные, а поверхности имеют шероховатую поверхность для увеличения площади поверхности и повышения сопротивления трения. Они оказывают сопротивление трению между своей внешней поверхностью и контактирующей почвой. Сваи трения не опираются на твердые слои.

3) Бетонные сваи забиваются под наклоном, чтобы выдерживать наклонные нагрузки.

4) Направляющие сваи используются при формировании коффердамов для обеспечения устойчивых оснований для подводного строительства.

Основные принципы свайных фундаментов и их классификации — рекомендуемые темы для изучения перед сдачей экзамена FE Civil.

Типы свай по форме и составу

Что такое свайный фундамент? Типы свайных фундаментов

Фундаменты поддерживают конструкцию, переносят нагрузки от конструкции на почву. Но слой, на который фундамент переносит нагрузку, должен иметь адекватную несущую способность и подходящие характеристики осадки. В зависимости от различных соображений существует несколько типов фундамента, например:

• Общая нагрузка от надстройки.
• Почвенные условия.
• Уровень воды.
• Чувствительность к шуму и вибрации.
• Доступные ресурсы.
• Сроки реализации проекта.
• Стоимость.

В общих чертах, фундаменты можно разделить на мелкие и глубокие. Неглубокие опоры обычно используются, когда несущая способность поверхностного грунта достаточна для восприятия нагрузок, создаваемых конструкцией. С другой стороны, глубокие фундаменты обычно используются, когда несущая способность поверхностного грунта недостаточна для восприятия нагрузок, создаваемых конструкцией.Таким образом, нагрузки должны передаваться на более глубокий уровень, где слой почвы имеет более высокую несущую способность.

Свайный фундамент , разновидность глубокого фундамента, на самом деле представляет собой тонкую колонну или длинный цилиндр, изготовленный из таких материалов, как бетон или сталь, которые используются для поддержки конструкции и передачи нагрузки на желаемой глубине посредством торцевого подшипника или поверхностного трения. .

Свайные фундаменты — это фундаменты глубокого заложения. Они состоят из длинных, тонких, столбчатых элементов, обычно сделанных из стали или железобетона, а иногда и из дерева.Фундамент называют «свайным», если его глубина более чем в три раза превышает его ширину.

Свайные фундаменты обычно используются для больших конструкций и в ситуациях, когда почва на небольшой глубине не подходит для противодействия чрезмерной осадке, поднятию и т. Д.

Когда использовать свайный фундамент

Ниже приведены ситуации при использовании свай система фундамента может быть

• При высоком уровне грунтовых вод.
• От надстройки прилагаются тяжелые и неравномерные нагрузки.
• Другие типы фундаментов дороже или нецелесообразны.
• Когда почва на небольшой глубине сжимается.
• Когда есть возможность размыва из-за его расположения у русла реки или берега моря и т. Д.
• Когда рядом со строением есть канал или глубокая дренажная система.
• Когда выемка грунта на желаемую глубину невозможна из-за плохого состояния почвы.
• Когда становится невозможным сохранить траншеи фундамента в сухом состоянии с помощью откачки или других мер из-за сильного притока просачивания.

Свайные фундаменты можно классифицировать по функциям, материалам, процессу установки и т. Д. Ниже приведены типы свайных фундаментов, используемых в строительстве:

1. В зависимости от функции или использования
   1. Шпунтовые сваи
   2. Несущие сваи
   3. Конец Несущие сваи
   4. Сваи трения
   5. Сваи уплотнителя грунта
2. В зависимости от материалов и метода строительства
   1. Деревянные сваи
   2. Бетонные сваи
   3. Стальные сваи
   4. Составные сваи

Типы свайных фундаментов представлены на следующей диаграмме обсуждалось выше.

Эти сваи кратко рассматриваются ниже.

Классификация свайных фундаментов по функциям или применению

Шпунтовые сваи

Этот тип свай в основном используется для обеспечения боковой поддержки. Обычно они противостоят боковому давлению рыхлой почвы, потоку воды и т. Д. Они обычно используются для коффердамов, покрытия траншей, защиты берега и т. Д. Они не используются для обеспечения вертикальной поддержки конструкции. Обычно они используются для следующих целей:

• Строительство подпорных стен.
• Защита от береговой эрозии.
• Удерживайте рыхлый грунт вокруг траншеи фундамента.
• Для изоляции фундамента от прилегающих грунтов.
• Для удержания грунта и увеличения несущей способности почвы.

Несущие сваи

Этот тип свайного фундамента в основном используется для передачи вертикальных нагрузок от конструкции на грунт. Эти фундаменты передают нагрузки через грунт с плохой несущей способностью на слой, способный выдерживать нагрузку.В зависимости от механизма передачи нагрузки от сваи на грунт несущие сваи могут быть классифицированы как проточные.

Концевые опорные сваи

В этом типе сваи нагрузки проходят через нижний конец сваи. Нижний конец сваи опирается на прочный слой почвы или камня. Обычно ворс лежит на переходном слое слабого и сильного истребителя. В результате свая действует как столб и безопасно передает нагрузку на прочный слой.

Общую несущую способность концевой несущей сваи можно рассчитать, умножив площадь вершины сваи на несущую способность на той конкретной глубине грунта, на которую опирается свая.С учетом разумного запаса прочности рассчитывается диаметр сваи.

Фрикционная свая

Фрикционная свая передает нагрузку от конструкции к грунту за счет силы трения между поверхностью сваи и почвой, окружающей сваю, такой как жесткая глина, песчаный грунт и т.д. длина сваи или определенная длина сваи в зависимости от толщины грунта. В фрикционных сваях, как правило, вся поверхность сваи работает на передачу нагрузок от конструкции на почву.

Площадь поверхности сваи, умноженная на безопасную силу трения, развиваемую на единицу площади, определяет вместимость сваи.

При проектировании сваи поверхностного трения необходимо тщательно оценить поверхностное трение, которое может возникнуть на поверхности сваи, и рассмотреть разумный коэффициент безопасности. Кроме того, можно увеличить диаметр сваи, глубину, количество свай и сделать поверхность сваи шероховатой для увеличения емкости фрикционной сваи.

Сваи уплотнителя грунта

Иногда сваи забивают через определенные промежутки времени, чтобы увеличить несущую способность почвы за счет уплотнения.

Классификация свай по материалам и способу конструкции

В первую очередь сваи можно разделить на две части. Сваи смещения и сваи без смещения или замены. Сваи, которые вызывают вертикальное и радиальное смещение грунта по мере того, как они забиваются на землю, известны как сваи смещения. В случае замены свай земля просверливается и грунт удаляется, а затем образовавшаяся яма либо заполняется бетоном, либо вставляется сборная бетонная свая.Несущие сваи по материалам свайной конструкции и процессу их установки можно классифицировать следующим образом:

1. Деревянные сваи
   1. Необработанные
   2. Обработанные консервантом
2. Бетонные сваи
   1. Сборные сваи
   2. Литые Сваи на месте
3. Стальные сваи
   1. Сваи двутаврового профиля
   2. Пустотные сваи
4. Композитные сваи

Деревянные сваи

Деревянные сваи укладываются под уровень воды.Срок их службы составляет около 30 лет. По форме они могут быть прямоугольными или круглыми. Их диаметр или размер может варьироваться от 12 до 16 дюймов. Длина ворса обычно в 20 раз больше ширины верха.

Обычно они рассчитаны на 15-20 тонн. Дополнительную прочность можно получить, прикрутив к стенке сваи пластины для рыбы болтами.

Преимущества деревянных свай —

• Деревянные сваи стандартного размера.
• Экономичный.
• Простота установки.
• Низкая вероятность повреждения.
• Деревянные сваи можно отрезать любой желаемой длины после их установки.
• При необходимости деревянные сваи легко вытаскиваются.

Недостатки деревянных свай —

• Сваи большей длины не всегда доступны.
• Прямые сваи малой длины получить сложно.
• Забить сваю сложно, если грунт очень твердый.
• Приправка сваи древесины затруднена.
• Деревянные или деревянные сваи не подходят для использования в качестве концевых свай.
• Для обеспечения прочности деревянных свай необходимо принять специальные меры. Например, деревянные сваи часто обрабатывают консервантом.

Бетонные сваи

Сборные бетонные сваи

Сборные бетонные сваи закладываются в свайное основание в горизонтальной форме, если они имеют прямоугольную форму. Обычно круглые сваи забивают вертикальными формами. Сборные сваи обычно армируются сталью, чтобы предотвратить их разрушение при перемещении от станины к месту основания.После заливки свай необходимо провести отверждение в соответствии со спецификацией. Обычно период отверждения сборных свай составляет от 21 до 28 дней.

Преимущества сборных свай

• Обеспечивает высокую стойкость к химическим и биологическим трещинам.
• Они обычно имеют высокую прочность.
• Для облегчения забивки по центру сваи может быть проложена труба.
• Если сваи залиты и готовы к забивке до наступления срока установки, это может увеличить темпы работ.
• Ограничение арматуры может быть обеспечено.
• Качество сваи можно контролировать.
• Если обнаружена какая-либо неисправность, ее можно заменить перед поездкой.
• Сборные сваи можно забивать под воду.
• Сваи могут быть загружены сразу после забивки на необходимую длину.

Недостатки сборных свай

• После того, как длина сваи определена, впоследствии будет трудно увеличить или уменьшить длину сваи.
• Их сложно мобилизовать.
• Требуется тяжелая и дорогая техника для вождения.
• Поскольку они недоступны для готовой покупки, это может привести к задержке проекта.
• Существует вероятность поломки или повреждения во время погрузочно-разгрузочных работ и забивки свай.

Заливные бетонные сваи

Этот тип сваи сооружается путем бурения грунта на желаемую глубину, а затем укладывания в это место свежезамещенного бетона и выдерживания там.Этот тип сваи строится либо путем вбивания металлической оболочки в землю и заполнения ее бетоном с оставлением оболочки вместе с бетоном, либо оболочка вытаскивается во время заливки бетона.

Преимущества монолитных бетонных свай

• Оболочки легкие, поэтому с ними легко обращаться.
• Длину свай можно легко варьировать.
• Снаряды собираются на месте.
• Никаких дополнительных мер не требуется только для предотвращения повреждений при обращении.
• Отсутствие возможности поломки при установке.
• При необходимости можно легко поставить дополнительные сваи.

Недостатки монолитных бетонных свай

• Монтаж требует тщательного наблюдения и контроля качества.
• Требуется достаточно места на территории для хранения материалов, используемых для строительства.
• Сложно построить монолитные сваи при сильном течении подземных вод.
• Нижняя часть сваи не может быть симметричной.
• Если свая не армированная и не обшитая, она может разрушиться при растяжении, если будет действовать поднимающая сила.

Стальные сваи

Стальные сваи могут быть двутавровыми или полыми. Они залиты бетоном. Размер может варьироваться от 10 дюймов до 24 дюймов в диаметре, а толщина обычно составляет дюйма. Из-за небольшой площади сечения сваи легко забиваются. Чаще всего они используются в качестве концевых свай.

Преимущества стальных свай

• Их легко установить.
• Они могут достигать большей глубины по сравнению с любым другим типом сваи.
• Проникает сквозь твердый слой почвы за счет меньшей площади поперечного сечения.
• Легко соединять стальные сваи
• Может выдерживать большие нагрузки.

Недостаток стальных свай

• Склонность к коррозии.
• Имеет возможность отклоняться во время движения.
• Сравнительно дорого.

Изделия свайного фундамента

Различные типы свайных фундаментов и их применение в строительстве

Фундаменты можно разделить на мелкие и глубокие.Фундаменты мелкого заложения обычно используются там, где нагрузки, создаваемые конструкцией, невелики по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностного грунта недостаточна для выдерживания прилагаемых нагрузок, и поэтому они передаются на более глубокие слои с более высокой несущей способностью.

Использование свайного фундамента

Свайные фундаменты в основном используются для передачи нагрузок от надстроек через слабые сжимаемые пласты или воду на более прочный, более компактный, менее сжимаемый и жесткий грунт или скалу на глубине, увеличивая эффективный размер фундамента и выдерживая горизонтальные нагрузки.Обычно они используются для больших конструкций и в ситуациях, когда почва не подходит для предотвращения чрезмерной осадки.

Поскольку свайные фундаменты несут большую нагрузку, их необходимо проектировать очень тщательно. Хороший инженер изучит грунт, в который закладываются сваи, чтобы убедиться, что грунт не перегружен сверх своей несущей способности.

Каждая свая имеет зону воздействия на почву вокруг нее. Следует позаботиться о том, чтобы сваи располагались достаточно далеко друг от друга, чтобы нагрузки распределялись равномерно по всей почве, которая их несет, а не концентрировались на нескольких участках.

Ниже приведены ситуации, когда при использовании системы свайного фундамента может быть

• Когда уровень грунтовых вод высокий.
• От надстройки прилагаются тяжелые и неравномерные нагрузки.
• Другие типы фундаментов дороже или нецелесообразны.
• Когда почва на небольшой глубине сжимается.
• Когда есть возможность размыва из-за его расположения у русла реки или берега моря и т. Д.
• Когда рядом со строением есть канал или глубокая дренажная система.
• Когда выемка грунта на желаемую глубину невозможна из-за плохого состояния почвы.
• Когда становится невозможным сохранить траншеи фундамента сухими с помощью откачки или других мер из-за сильного притока просачивания.

Классификация свайных фундаментов

Назначение свайного фундамента состоит в том, чтобы передавать и распределять нагрузку через материал или пласт с недостаточной несущей способностью, скольжением или подъемом на более твердый слой, способный выдержать нагрузку без вредного смещения.Доступен широкий спектр типов свай для применений с различными типами грунта и конструктивными требованиями. Сваи могут быть классифицированы по их основной конструктивной функции (концевой опор, трение или комбинация) или по методу конструкции (смещение (забивное) или замена (скучающий)).

Концевые опорные сваи:

В концевых несущих сваях нижний конец сваи опирается на слой особо прочного грунта или камня. Нагрузка здания передается через сваю на прочный слой.В некотором смысле эта куча действует как колонна. Ключевой принцип заключается в том, что нижний конец опирается на поверхность, которая является пересечением слабого и сильного слоев. Таким образом, нагрузка обходит слабый слой и безопасно передается на сильный слой.

Концевые опорные сваи и сваи трения

Сваи трения :

Фрикционные сваи работают по другому принципу. Свая передает нагрузку здания на почву по всей высоте сваи за счет трения.Другими словами, вся поверхность сваи, имеющая цилиндрическую форму, работает для передачи усилий на грунт.

Чтобы представить себе, как это работает, представьте, что вы вставляете твердый металлический стержень, скажем, диаметром 4 мм в емкость с замороженным мороженым. После того, как вы его вставите, он станет достаточно прочным, чтобы выдержать некоторую нагрузку. Чем больше глубина заделки в мороженом, тем большую нагрузку оно может выдержать. Это очень похоже на то, как работает фрикционная свая. В фрикционной свае величина нагрузки, которую может выдержать свая, прямо пропорциональна ее длине.

Свайные фундаменты — это фундаменты глубокого заложения. Они состоят из длинных, тонких, столбчатых элементов, обычно сделанных из стали или железобетона, а иногда и из дерева. Фундамент описывается как «свайный», если его глубина более чем в три раза превышает его ширину. Свая представляет собой длинный цилиндр из прочного материала, который вдавливается в землю и служит устойчивой опорой для построенных на нем конструкций.

Классификация свайного фундамента по влиянию грунта:

Забивные сваи:

Забивные сваи, также известные как сваи смещения, представляют собой широко используемую форму фундамента здания, которая обеспечивает поддержку конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки.Забивные сваи обычно используются для поддержки зданий, резервуаров, башен, стен и мостов и могут быть наиболее экономичным решением для глубокого фундамента. Их также можно использовать в таких сооружениях, как насыпи, подпорные стены, переборки, анкерные конструкции и коффердамы.

Забивные сваи

Буронабивные сваи:

Буронабивные сваи, также известные как сменные сваи, представляют собой широко используемую форму фундамента здания, которая обеспечивает поддержку конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки.Буронабивные сваи — это сваи, в которых при удалении грунта образуется отверстие для железобетонной сваи, которая заливается на месте. Грунт заменяется сваей, следовательно, «заменяющими» сваями в отличие от свай-вытеснителей, где грунт вытесняется забиванием или завинчиванием сваи. Буронабивные сваи используются в основном в связных грунтах для образования фрикционных свай и при формировании свайных фундаментов вблизи существующих зданий. Они популярны в городских условиях, поскольку там минимальная вибрация, где высота над головой ограничена, где нет риска вспучивания, а также при необходимости варьировать длину свай.

Буронабивные сваи

Винтовые сваи:

Фундамент на винтовых сваях — это тип свайного фундамента со спиралью у носка сваи, чтобы сваи можно было вкручивать в землю. Процесс и концепция аналогичны вворачиванию в дерево. Винтовая свая может иметь более одной спирали (также называемой винтовой), в зависимости от использования и условий грунта. Обычно указывается больше спиралей, если требуется более высокая нагрузка или встречается более мягкий грунт.

Винтовая свая

Классификация по материалу конструкции свай:

Сваи деревянные:

Деревянные сваи — самые старые из ныне используемых свай.Обычно это сборные вытесняющие сваи, устанавливаемые методом забивки или, реже, вибрационным методом. Естественное схождение стволов свай позволяет получить относительно высокую несущую способность сваи. При правильном применении они представляют собой очень экономичное, эффективное и безопасное решение для фундаментов как временных, так и постоянных сооружений. Это может быть оправдано рядом исторических построек, основанных на деревянных сваях, которые эксплуатируются тысячи лет. Деревянные сваи, применяемые для несущих конструкций, пропитываются под давлением

Деревянные сваи

Стальные сваи:

Забивные стальные сваи устанавливаются с помощью ударных или вибрационных молотков до проектной глубины или сопротивления.Вы можете установить полный набор забивных свай от трубчатых свай малого диаметра до стальных кессонов большого диаметра для поддержки вашего проекта. Забивные сваи эффективно приобретают геотехнические возможности за счет смещения грунта вокруг вала и уплотнения грунта у основания во время установки. Стальные трубы могут иметь закрытый или открытый конец. Энергия для забивания свай обеспечивается либо высокочастотным колеблющимся молотом, либо ударным молотом.

Стальные сваи

Бетонные сваи:

Бетонные сваи — это обычные структурные элементы фундамента, используемые для поддержки морских сооружений, таких как мосты, нефтяные вышки и плавучие аэропорты.Использование оффшорных сооружений — все еще довольно новый метод, и в этой области еще предстоит провести много исследований. Нагрузка на морскую конструкцию состоит из двух компонентов: вертикальных структурных нагрузок и боковых волновых нагрузок. Взаимодействие этих двух компонентов нагрузки оказывает значительное влияние на реакцию сваи и на то, как напряжения распределяются по свае. Кроме того, свая будет иначе реагировать на небольшую нагрузку на конструкцию, чем на большую нагрузку на конструкцию.

Бетонные сваи

Способ установки свай

Сваи устанавливаются разными способами, каждый из которых выбирается в соответствии с потребностями. Различные факторы, влияющие на тип сваи, которая вам понадобится, и способы ее установки, могут включать:

• Глубина котлована
• Материал, из которого сделаны ваши сваи
• Угол, под которым ваши сваи забиваются
• Экологические проблемы, которые могут повлиять на местных жителей, флору или фауну

После оценки ваших потребностей, вам будет легче решить, какой из двух наиболее распространенных методов установки свай вы будете использовать для своего проекта: смещение или замена.Установка сваи смещения — это метод забивки свай в землю без предварительного удаления почвы или другого материала. Установка сменной сваи — это метод выкапывания ямы, в которую затем забивается свая.

Решения о типе оборудования для испытаний свайной нагрузкой должны быть неотъемлемой частью проекта. Разработчик должен выбрать приборы, которые обладают достаточной точностью для измерения требуемых данных. Постоянные приборы используются для сбора данных, касающихся напряженного состояния и поведения сваи в условиях эксплуатационной нагрузки.Используя постоянные контрольно-измерительные приборы, можно получить полезные знания не только о поведении конкретного свайного фундамента, но и об анализе и расчетных допущениях в целом.

Критерии и методы выбора наилучшего типа свайного фундамента

Координация структурных и геотехнических работ. Полностью скоординированные усилия инженеров-геологов, инженеров-строителей и геологов должны гарантировать, что результат анализа свайного фундамента будет должным образом интегрирован в общий проект фундамента.Эта координация распространяется на планы и спецификации, предварительные встречи и строительство.

Анализ отказов — Разрушения конструкции или фундамента можно классифицировать как фактическое обрушение или функциональный отказ. Функциональный отказ может быть вызван чрезмерным прогибом, недопустимыми дифференциальными движениями, чрезмерной вибрацией и преждевременным износом из-за факторов окружающей среды. Для критических структур невыполнение функциональных требований может быть столь же серьезным, как фактическое обрушение меньшей конструкции.Поэтому проектировщики должны учитывать не только степень защиты от разрушения, но и влияние осадки и вибрации на функциональные характеристики.

Свайный фундамент в строительстве

Соображения безопасности — Факторы безопасности представляют собой резервную способность фундамента или конструкции против обрушения при заданном наборе нагрузок и расчетных условиях. Неопределенные расчетные параметры и нагрузки требуют более высокого запаса прочности, чем требуется, когда расчетные параметры хорошо известны.Для большинства гидротехнических сооружений проектировщики должны иметь высокий уровень уверенности в параметрах почвы и свай, а также в анализе. Следовательно, следует минимизировать неопределенность в анализе и параметрах конструкции, а не требовать высокого запаса прочности. Для менее значимых конструкций допустимо использовать более высокие коэффициенты безопасности, если неэкономично уменьшить неопределенность в анализе и проектировании путем выполнения дополнительных исследований, испытаний и т. Д.

Соображения структуры грунта — Функциональное значение и экономические соображения конструкции будут определять тип и степень программы исследования и испытаний фундамента, программу испытаний свай, анализы осадки и просачивания, а также аналитические модели для сваи и структура.\ Для критических конструкций в программе испытаний фундамента должны быть четко определены необходимые параметры для проектирования свайного фундамента, такие как типы и профили грунта, прочность грунта и т. Д.

Источник информации и изображений — Vpgroundforce.com, инженерные открытия, cedengineering.com, weebly.com, science direct,

Свайный фундамент — Designing Buildings Wiki

Фундаменты служат опорой для конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки.Доступен очень широкий спектр типов фундаментов, подходящих для различных применений, в зависимости от таких соображений, как:

В широком смысле фундаменты можно разделить на мелкие и глубокие. Фундаменты мелкого заложения обычно используются там, где нагрузки, создаваемые конструкцией, невелики по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностного грунта недостаточна для выдерживания прилагаемых нагрузок, и поэтому они передаются на более глубокие слои с более высокой несущей способностью.

Фундаменты свайные — фундаменты глубокого заложения. Они состоят из длинных, тонких, столбчатых элементов, обычно сделанных из стали или железобетона, а иногда и из дерева. Фундамент считается «свайным», если его глубина более чем в три раза превышает его ширину (см. Аткинсон, 2007).

Свайные фундаменты в основном используются для передачи нагрузок от надстроек через слабые сжимаемые слои или воду на более прочный, более компактный, менее сжимаемый и жесткий грунт или скалу на глубине, увеличивая эффективный размер фундамента и выдерживая горизонтальные нагрузки. .Обычно они используются для больших конструкций и в ситуациях, когда почва не подходит для предотвращения чрезмерной осадки.

Сваи могут быть классифицированы по их основной конструктивной функции (опора на конце, трение или комбинация) или по методу конструкции (смещение (забивание) или замена (бурение)).

Торцевые сваи развивают большую часть трения у носка сваи, опираясь на твердый слой. Свая передает нагрузку непосредственно на твердые породы, а также получает боковую сдержанность от грунта.

Для получения дополнительной информации см. «Концевые несущие сваи».

Фрикционные (или плавающие) сваи развивают большую часть несущей способности сваи за счет касательных напряжений по бокам сваи и подходят там, где более твердые слои слишком глубоки. Свая передает нагрузку на окружающий грунт за счет трения между поверхностью сваи и грунтом, что, в сущности, снижает уровень давления.

Для получения дополнительной информации см. «Фрикционные сваи».

Забивные (или перемещаемые) сваи забиваются, поднимаются домкратом, вибрируют или ввинчиваются в землю, смещая материал вокруг вала сваи наружу и вниз вместо его удаления.

Забивные сваи используются в морских условиях, устойчивы в мягких выдавливаемых грунтах и ​​могут уплотнять рыхлый грунт.

Различают две группы забивных свай:

Для получения дополнительной информации см. «Забивные сваи».

Буронабивные (или сменные) сваи удаляют грунт, образуя отверстие для сваи, которая заливается на месте. Они используются в основном в связных грунтах для образования фрикционных свай и при формировании свайных фундаментов рядом с существующими зданиями.

Буронабивные сваи более популярны в городских районах, так как они имеют минимальную вибрацию, их можно использовать там, где высота над головой ограничена, нет риска вспучивания и там, где может возникнуть необходимость в изменении их длины.

Для получения дополнительной информации см. «Буронабивные сваи».

Если бурение и заливка производятся одновременно, сваи называются сваями с непрерывным шнеком (CFA).

Винтовые сваи имеют спираль возле носка сваи, поэтому их можно вкручивать в землю. Процесс и концепция аналогичны вворачиванию в дерево.

Для получения дополнительной информации см. «Фундаменты на винтовых сваях».

Микросваи (или мини-сваи) используются там, где доступ ограничен, например, для опорных конструкций, затронутых осадкой. Их можно вбить или прикрутить.

Для получения дополнительной информации см. «Микросваи».

Свайные стены можно использовать для создания постоянных или временных подпорных стен. Их формируют путем размещения стопок непосредственно рядом друг с другом. Это могут быть близко расположенные смежные стены свай или взаимосвязанные секущие стены свай, которые в зависимости от состава вторичных промежуточных свай могут быть твердыми / мягкими, твердыми / твердыми или твердыми / твердыми секущими стенками.

Для получения дополнительной информации см. «Шпунтовые сваи и« секущая свайная стена ».

Геотермальные сваи объединяют свайного фундамента с замкнутыми геотермальными системами тепловых насосов. Они обеспечивают поддержку конструкции, а также действуют как источник тепла и теплоотвод.

Фактически, тепловая масса земли позволяет зданию накапливать нежелательное тепло от систем охлаждения и позволяет тепловым насосам обогревать здание зимой. Обычно наземные тепловые насосы извлекают тепло из земли с помощью подземных труб, которые проложены горизонтально или вертикально в земле.В геотермальных сваях петли труб укладываются вертикально внутри самих свай.

Для получения дополнительной информации см. «Геотермальные свайные фундаменты».

Groynes in Coastal Engineering (CIRIA C793), опубликованный CIRIA в 2020 году, определяет смежные сваи как; «… Монолитные бетонные сваи, непосредственно прилегающие друг к другу или соприкасающиеся друг с другом. Иногда используется для досок ».

Для забивки свай доступен широкий спектр оборудования, в том числе:

Для получения дополнительной информации см. «Свайное оборудование».

Сваи могут использоваться по отдельности для поддержки нагрузок или сгруппированы и связаны вместе железобетонной крышкой. Поскольку бурение или забивание сваи строго вертикально очень сложно, крышка сваи должна иметь возможность компенсировать некоторые отклонения в конечном положении головок сваи. Заглушка сваи должна выступать над внешними сваями, обычно на расстояние 100-150 мм со всех сторон, в зависимости от размера сваи.

Заглушки свай также могут быть соединены между собой железобетоном для создания ограждающих балок.Для обеспечения устойчивости к боковым силам необходимо не менее трех свай с перекрытиями (за исключением кессонных свай). Опорные балки также подходят для распределения веса несущей стены или близкоцентрированных колонн на ряд свай. Сваи могут располагаться в балке в шахматном порядке, чтобы учесть любой эксцентриситет, который может возникнуть в условиях нагрузки.

Закрывающую балку следует держать подальше от земли там, где цель свай — преодолеть проблему набухания и усадки грунта.Это может быть сделано путем заливки ограждающей балки на полистирол или другой сжимаемый материал, что позволяет перемещать землю вверх без повреждения балки.

Для получения дополнительной информации см. «Перекрывающая балка».

Рекомендуется испытать нагрузку, по крайней мере, одной сваи на схему, сформировав пробную сваю, которая находится в непосредственной близости, но не является частью фактического фундамента. Сваю следует перегрузить не менее чем на 50% от ее рабочей нагрузки и выдержать 24 часа. Это позволяет проверить предельную несущую способность сваи, а также качество изготовления, необходимое для ее формирования.

Для получения дополнительной информации см. «Испытание свайных фундаментов».

Целостность новых и существующих свай можно измерить путем проведения испытания на целостность.

Мат против свайного фундамента

Тип фундамента, который требуется вашему зданию, зависит от многих переменных: типа почвы, нагрузки здания и окружающей среды, и это лишь некоторые из них. Иногда поверхностная почва очень рыхлая, но под ней скала или очень твердая почва. Более высокие и тяжелые здания требуют более прочного фундамента, в то время как более короткие и широкие здания распределяют нагрузку по большему участку земли и могут использовать более мелкий фундамент.

Два общих фундамента — это матовый фундамент (неглубокий) и свайный (глубокий).

Мат-фундамент

Матовый фундамент, иногда его называют плотным фундаментом, как бы выглядит. Это «мат» из бетона, который находится на земле или чуть ниже нее; Другими словами, неглубокий фундамент. Возможно, вы слышали, что это фундамент из плит, часто используемый для стальных зданий.

Фундаменты

Mat подходят для легких металлоконструкций с многопролетными жесткими каркасами и гибкими стенами.И они подходят для строительства на бедных почвах (исключая торф и органику), которые имеют однородную консистенцию.

Тяжелые нагрузки на колонны и стены распределяются по всей площади здания, чтобы снизить контактное давление, в большей степени, чем при использовании опор. Фундаменты из циновок популярны в местах, где распространены подвалы.

Фундаменты из матов

— это рентабельный выбор для отдельных опор колонн, общая площадь которых превышает половину общей площади завершенного здания. Это наименее затратно, когда верх коврика находится на уровне пола; это означает, что плита не нужна.

На этапе проектирования вы должны учитывать следующее:

• Жесткость мата
• Граничные условия
• Изменчивость нагрузок на колонну

Мат фундамент конструкции

Фундамент

лучше всего подходит для зданий средней площади с регулярной планировкой. Можно разместить центр мата в центре вертикальных нагрузок, удерживаемых колоннами, при условии наличия равномерного давления почвы. Горизонтальные воздействия колонн наружу внутри мата отменяются, в то время как внутренние реакции смягчаются трением мата о почву.Обычно вам не нужно беспокоиться о повышающем давлении просто из-за большого веса бетона. Лучшие конструкции сводят к минимуму эффект оседания между колоннами.

Недостатки матов основания

Некоторые недостатки основы матов:

• Необходимость в тяжелой арматуре в определенных регионах.
• Морозный пучок может повредить коврик, если он наклонен.
• Не подходит для траншей и глубоких ям.
• Конструкция может быть очень сложной.

Фундамент свайный

Опять же, как бы это ни звучало, это фундамент, построенный на сваях, колоннах из прочных материалов. Свайный фундамент — это глубокий фундамент, предназначенный для поддержки зданий на земле с неподходящей почвой вблизи поверхности, но где однородная поддерживающая почва находится глубже. Это очень сложные конструкции, требующие инженерно-геологических знаний.

Свайная конструкция

Сваи либо забиваются в землю, либо забиваются на место.Обычно сваи устанавливаются на треногах, группами по три штуки. Это обеспечивает прочное основание, относительно устойчивое к неточному размещению колонн и / или неравномерной нагрузке на колонны.

Свайный фундамент состоит из двух компонентов:

• Заглушка
• Одиночная свая или группа свай

Заглушка сваи — это платформа, которая закрывает верхнюю часть группы свай и на которой размещаются опорные элементы конструкции. Сваи представляют собой длинные тонкие элементы (до 15 м и более), простирающиеся от шапки сваи до поддерживающего слоя почвы.Фундамент классифицируется по строительному материалу сваи, типу грунта и характеристикам передачи нагрузки свай.

Свайные фундаменты из дерева, стали или железобетона представляют собой вертикальные или наклонные колонны, которые либо собираются, либо монтируются на месте. Сборные сваи можно забивать, заливать раствором, вибрировать или скручивать. Те, которые отлиты на месте, могут иметь или не иметь оболочку, могут быть созданы с помощью множества различных технологий и иметь несколько этапов строительства.

Сваи действуют как колонны с поперечными связями, которые проникают сквозь более слабую почву в более подходящую почву. Нагрузка передается на почву через торцевую опору и / или поверхностное трение. Трение лучше против подъема, поскольку на концевую опору приходится только вес самих свай, чтобы удерживать фундамент.

Сваи действительно выдерживают боковую нагрузку за счет изгиба, как консоль, так и балка на упругом основании. Однако для обеспечения характеристик изгиба верхняя часть свай должна значительно смещаться.Это не сулит ничего хорошего для хрупких фасадов зданий. В странах с землетрясениями требуются заглушки свай, которые соединяются между собой стяжками, способными передавать силы растяжения или сжатия, составляющие не менее 10% нагрузки на колонну.

Поскольку земли для строительства становится все меньше и меньше, строители рассчитывают на свайный фундамент при размещении конструкций на более мягком грунте, где нельзя использовать матовый фундамент.

Виды свайных фундаментов

• Сваи с торцевыми опорами — это сваи, в которых нижний конец сваи опирается на слой скальной породы или очень твердого грунта.Строительная нагрузка передается через ворс на более прочный слой основания и действует как столб.
• Фрикционные сваи передают строительную нагрузку на грунт по всей длине сваи. Трение грунта о всю сваю передает нагрузку на грунт. Нагрузка не полностью поддерживается до конца.
• Микросваи или минисваи — это небольшие сваи, используемые в местах, где забивка свай ограничена. Сверлильный станок просверливает отверстие в почве, в которое заделывается микроваска.
• Винтовые сваи имеют прикрепленные спиральные лопасти, которые позволяют им действовать как буровая установка, еще одна альтернатива обычным сваям.
• Расширенные сваи имеют увеличенные механически сформированные основания до шести метров в диаметре. Низ ворса похож на перевернутый конус. Хороший выбор для экспансивных грунтов, сваи с расширенными стенками обеспечивают большую несущую способность, чем обычная свая.

Недостатки свайного фундамента

Фундаменты свайные дорогие, сделано больше экспертизы.

Забивка сваи очень шумная и может посылать ударные волны через окружающую почву. Результатом может быть структурное повреждение близлежащего здания или нарушение ответственной работы.

С учетом расходов на обрушение здания из-за неисправности

Как видите, матовый и свайный фундамент имеют очень мало общего и подходят для самых разных построек. Однако, если здание будет легким, а почва однородна на поверхности по всей площади основания здания, матовые фундаменты являются вполне приемлемыми и экономичными фундаментами.Для более крупных и тяжелых зданий правильно уложенный свайный фундамент гарантирует, что здание прослужит десятилетия.

---

Свайные фундаменты — обзор

6.1 Введение

Энергетические свайные фундаменты, аналогичные обычным свайным фундаментам, состоят из двух компонентов: группы свай и свайного колпака (последний задуман как общий структурный элемент, соединяющий сваи с надстройка). Определение реакции свай в группе имеет решающее значение для всестороннего понимания поведения любого свайного фундамента.В то же время во многих практических случаях рассмотрение свай как отдельных изолированных элементов является отправной точкой любого анализа и проектирования. В дальнейшем этот подход рассматривается для энергетических свай, подвергающихся механическим тепловым нагрузкам и , связанным с их структурной опорой и ролью геотермального теплообменника.

Приложение механических и тепловых нагрузок к энергетическим сваям привносит новые аспекты в механическую реакцию таких фундаментов по сравнению с характеристиками обычных свай, которые обычно подвергаются только механическим нагрузкам из-за их единственной опорной роли.Причина этого заключается в том, что вследствие связи между теплопередачей и деформацией материалов, ранее рассмотренных в Части B этой книги, тепловые нагрузки вызывают тепловое расширение и сжатие как свай, так и окружающего грунта, а также модификации. стрессового состояния. Понимание влияния тепловых нагрузок, применяемых отдельно или в сочетании с механическими нагрузками, является ключом к решению термомеханического поведения энергетических свай.

Для исследования реакции одноэнергетических свай на механические и тепловые нагрузки можно использовать различные подходы.Полномасштабные испытания на месте, лабораторные испытания на моделях и испытания на центрифугах являются примерами экспериментальных подходов. В целом, для проведения полномасштабных испытаний на месте требуются более значительные финансовые затраты по сравнению с лабораторными испытаниями в масштабе модели и испытаниями на центрифугах. Несмотря на это ограничение, возможность полномасштабных испытаний на месте предоставлять данные, не подверженные влиянию масштаба, которые потенциально могут характеризовать результаты лабораторных испытаний в масштабе модели и испытаний на центрифуге, может сделать такой подход предпочтительным для целей анализа и проектирования.

В этой главе представлен анализ реакции одноэнергетических свай на механические и термические нагрузки, основанный на результатах натурных испытаний на месте. Основное внимание уделяется энергетическим сваям, подверженным механическим и тепловым тепловым нагрузкам, хотя влияние охлаждающих тепловых нагрузок можно сделать вывод из представленных результатов.

Для решения вышеупомянутых аспектов сначала представлены идеализации и предположения : в этом контексте цель состоит в том, чтобы предложить краткое изложение предположений, сделанных для интерпретации реакции энергетических свай, подвергающихся механическим и тепловым нагрузкам.Во-вторых, рассматривается классификация одиночных энергетических свай : цель этой части состоит в том, чтобы обобщить характеристику типов одиночных энергетических свай. В-третьих, обсуждаются изменения температуры в энергетических сваях: в этом контексте цель состоит в том, чтобы расширить тепловое поле, характеризующее энергетические сваи. Затем рассматриваются термически индуцированные вертикальные и радиальные деформации , характеризующие энергетические сваи: в этой структуре цель состоит в том, чтобы обсудить влияние тепловых нагрузок на деформацию энергетических свай.После этого обсуждаются вызванные температурой и механическим воздействием изменения вертикального смещения, напряжения сдвига и вертикального напряжения , характеризующие энергетические сваи: цель этой части состоит в том, чтобы расширить вариации рассматриваемых переменных вдоль энергетических свай и выделить важные различия между ними. влияние тепловых нагрузок по сравнению с механическими. Затем рассматриваются вариаций степени свободы : в этом контексте цель состоит в том, чтобы прокомментировать реакцию энергетических свай в зависимости от ограничения, обеспечиваемого землей и надстройкой, характеризующей такие фундаменты.Наконец, предлагается вопросов и проблем : цель этой части — исправить и проверить понимание предметов, затронутых в этой главе, с помощью ряда упражнений.

Зачем и когда использовать бетонные сваи?

Бетонные сваи и просверленные шахты — важная категория фундаментов. Несмотря на их относительно высокую стоимость, они становятся необходимыми, когда мы хотим перенести нагрузки тяжелой надстройки (мост, высотное здание и т. Д.) На нижние слои почвы.Еще одна причина выбора свайного фундамента — состояние и качество слоев грунта. В зависимости от того, как они передают нагрузку на грунт, сваи можно разделить на сваи трения и сваи с торцевыми опорами. В фрикционной свае передача нагрузки осуществляется за счет напряжения сдвига, возникающего на границе раздела сваи и грунта. В торцевой свае нагрузка передается через ее верхушку на твердый слой. Просверленный ствол, как следует из названия, просверливается в недрах, а затем заполняется бетоном.Обычно просверленные валы имеют большую площадь поперечного сечения (Барья М. Дас, 2008)

Зачем и когда использовать бетонные сваи?

Различные типы бетонных свай используются для различных целей. Монолитные бетонные сваи или забивные валы — два отличных примера того, как их можно изготовить (изготовить) и установить. При выборе типа сваи, как правило, следует учитывать следующие условия:

1 — Плохое качество верхних слоев почвы
2 — Когда у нас есть расширяющийся грунт на строительной площадке
3 — Сопротивление подъемным силам
4 — Сопротивление боковым нагрузкам ( горизонтальный)
5- Опора моста и опоры

Типы бетонных свай

Бетонные сваи могут быть сборными или монолитными.Бетонные сваи обычно армируются.

Сборные бетонные сваи

Для сборных свай арматура обеспечивает дополнительную прочность, чтобы противостоять изгибающему моменту во время захвата сваи, транспортировке, вертикальным нагрузкам и изгибающему моменту в результате боковых нагрузок. Они могут быть разных размеров и форм в зависимости от конкретного использования. Предварительно напряженные сваи также могут подвергаться предварительному напряжению.
Монолитные сваи изготавливаются путем просверливания отверстия в почве с последующим заполнением бетоном.

Монолитные бетонные сваи

Монолитные сваи можно разделить на две основные категории: обсадные и необсаженные. Облицовочные бетонные сваи изготавливаются путем забивания стальной опалубки в грунт. В этом случае оправка размещается внутри обсадной колонны. После достижения желаемой глубины оправка извлекается, а обсадная колонна заполняется бетоном. В случае необсаженных свай обсадная труба будет постепенно сниматься.

Контроль качества бетонных свай

Контроль качества бетонных свай — сложная задача.Инженеры и подрядчики полагаются на опыт, хорошо отработанные процедуры и стандарты испытаний для проверки прочности и согласованности материалов свай. Неразрушающий контроль помогает выявить потенциальные дефекты, которые могли возникнуть во время заливки свай (в случае монолитных свай) или транспортировки и установки (в случае сборных свай).