Сваи для свайного фундамента

Востребован свайный фундамент на сложных рельефах, слабых основаниях или для снижения бюджета строительства. На сваи могут опираться многоэтажные здания, поэтому недостаточное распространение технологии свайных ростверков обусловлено исключительно низкой компетенцией проектных организаций. Например, в 80% фирм откажутся строить кирпичный коттедж на винтовых или буронабивных сваях, хотя опыт эксплуатации существует во всех регионах РФ.

Разновидности свай

Свайный фундамент сооружается несколькими способами, название свай обычно указывает на тип погружения и материал вертикальных стоек, заглубленных в почву. Наиболее востребованные технологии рассмотрены ниже.

Забивные

Свайный фундамент этого типа в индивидуальном строительстве практически не используется. Слишком дорого обходится аренда копров и прочей сваебойной спецтехники, оборудования. Однако забивные сваи считаются самыми надежными, на них опираются многоэтажные жилые, промышленные, коммерческие здания через решетчатый, плитный ростверк.

Забивная свая – железобетонное изделие с заостренным нижним краем (реже тупым), усиленное напряженной либо ненапрягаемой арматурой изнутри (каркасы). После достижения проектной отметки головная часть срубается специальным инструментом, оголовки вмуровываются в ростверк или соединяются с ним шарнирно.

Винтовые

Для срубов, «каркасников», фахверков, панелей СИП обычно применяется винтовой свайный фундамент или ростверк по оголовкам этих изделий. Основными достоинствами технологии являются:

• минимальные трудозатраты – доставка Газелью, погружение вручную, спецтехникой или дрелью с мультипликатором, отсутствие бетонных/опалубочных работ
• повышение производительности – нагружать сваи или стальной ростверк можно в этот же день, стандартная бригада полностью монтирует фундамент для коттеджа за 3 дня максимум

Существуют винтовые сваи нескольких типов:

• сварные – наконечник выкраивается из тела трубы или отдельной заготовки, крепится неразъемным соединением

• литые – наконечник изготавливается вместе с лопастями методом литья, приваривается к телу

• анкеры – многозаходные лопасти по аналогии с шурупом

• однолопастные – две лопасти сразу после наконечника, применяются на грунтах с высокой несущей способностью
• двухлопастные – верхние лопасти расположены на расстоянии 30 – 70 см от нижних, повышают устойчивость конструкции в рыхлых нестабильных почвах, стабилизируют горизонтальные усилия от сил пучения

• без наконечника – бюджетный вариант с обрезанным под 45 градусов телом сваи, заглушенным листовым материалом

Реже используются винтовые сваи, наконечник которых сварен из треугольных пластин, состыкованных под прямым углом. От соблюдения соосности тела трубы и наконечника зависит несущая способность фундамента. Если приварить конус криво, вместо уплотнения грунта свая будет его рыхлить, резко снизится пространственная жесткость конструкции, возможно опрокидывание отдельных изделий при горизонтальных нагрузках.

Технология погружения СВС состоит из этапов:

• пробное вкручивание – свая погружается вручную, чтобы определить глубину несущего пласта по резко увеличившемуся моменту затяжки на глубинах ниже промерзания, выполняется в нескольких местах внутри периметра здания, позволяет обойтись без геологических изысканий
• лидер-лунки – необходимы, чтобы облегчить вхождение в грунт лопастей, приямки глубиной 40 см должны быть меньше диаметра лопастей
• вкручивание – рабочие заводят в петли, приваренные в верхней части сваи, или отверстия внутри трубы рычаги, вращают их по часовой стрелке, каждый оборот погружает СВС на 20 – 40 см в зависимости от конструкции лопастей
• выравнивание – после создания отметок единого горизонтального уровня на каждой свае УШМ обрезаются лишние части

Внимание: При необходимости на трубчатую часть свай болтами или сваркой крепятся оголовки. Легкие постройки можно опирать на СВС без ростверков, так как стеновые материалы полностью их заменяют. Для кирпичных, бетонных стен придется заливать монолитный ростверк либо обвязывать сваи балками из металлопроката (двутавр, швеллер).

Буровые

Свайный фундамент этого типа часто называют буронабивным, что не совсем верно. Технология буровых свай позволяет обойтись без спецтехники, которой уплотняются стенки скважин. Сооружаются буровые сваи поэтапно:

• изготовление скважин – глубина зависит от геологии участка, максимальный диаметр при использовании мотобура, ручного инструмента ограничен 40 см
• монтаж опалубки – цилиндр из рубероида или асбоцементные, стальные, полиэтиленовые трубы, остаются внутри скважины после бетонирования, усиливают прочность или служат гидроизоляцией бетона
• армирование – установка вертикальных каркасов из арматурных стержней с соблюдением защитного слоя
• заливка – наполнение опалубки смесью через воронку, ручное штыкование арматурным прутком или глубинным вибратором

Внимание: Без геологических изысканий участка запрещено использовать висячие сваи, несущая способность которых определяется лишь силами трения боковых поверхностей о слои почвы. Необходимо опирать сваи на несущие горизонты, чтобы сборные нагрузки здания передавались на это основание.

Сваи-столбы

При выборе этой технологии сооружается свайный фундамент из погруженных в пробуренные в почве отверстия глубиной 5 – 10 м диаметром 1 – 1,2 м цилиндрических железобетонных изделий. После выравнивания опор по вертикали свободное пространство внутри скважины заполняется:

• цементно-песчаным раствором – от подошвы до отметки промерзания
• песком – на всей оставшейся высоте

Технология используется на грунтах, в которые сложно забивать сваи, однако достаточно легко пробурить стандартным инструментом.

Сваи погружаемые

Помимо забивки, вибрационного погружения, вкручивания свайный фундамент может изготавливаться методом погружения за счет извлечения породы изнутри полых цилиндров большого диаметра. Например, кессон, колодезное кольцо или крупногабаритная цилиндрическая свая устанавливаются на место эксплуатации, из внутреннего просвета удаляется почва, конструкция погружается под своим весом на некоторую глубину.

Метод пригоден только для бетонных конструкций большого диаметра, поэтому погружаемые сваи используются для инженерных коммуникаций – камеры септиков, колодцы водозабора и инфильтрации, кессоны на устье скважин.

Анкеры грунтовые

Свайный фундамент из анкеров применяется для архитектурных форм МАФ, легких построек, заборов. Вместо наконечника и лопастей здесь установлено неизвлекаемое долото (реже коронка). Верхняя часть оснащена оголовком (плита опорная). Анкерами ремонтируются столбчатые и ленточные фундаменты, на их устанавливаются опоры ЛЭП, укрепляются склоны.

Анкеры не нуждаются в обсадных колоннах, околосвайное пространство обычно заполняется бетоном под давлением. Используется малогабаритная спецтехника, ручное погружение невозможно.

Внимание: Внутри фундамента сваи могут располагаться отдельно, объединяться в свайные поля или кусты. Под несущими стенами проходят балки или плиты ростверка, для печей/каминов, насосного оборудования обычно используют отдельно стоящие плитные ростверки.

Варианты ростверка

В отличие от столбов, свайный вариант фундамента не нуждается в жесткой обвязке ростверком. Он имеет достаточную пространственную жесткость, силы пучения не могут его опрокинуть или выдернуть на поверхность. Однако балки, соединяющие оголовки свай, необходимы для распределения неравномерных нагрузок от веса здания.

Железобетонные балки

Монолитный свайный ростверк имеет решетчатую или ленточную конструкцию. Поэтому его часто называют ленточным фундаментом. Основным отличием является отсутствии контакта с почвой:

• балки отделяются от грунтом технологическим зазором 10 см минимум, чтобы на них не действовали силы пучения
• ростверк служит исключительно для распределения неравномерных сборных нагрузок жилища, не передает их на основание, в отличие от МЗЛФ, усиленного столбами либо сваями

Технология изготовления включает операции:

• сколачиваются дощатые или фанерные щиты опалубки, заготавливается пиломатериал для стоек (доска от 4 см толщиной)
• в нижних палубах высверливаются отверстия точно по диаметру свай
• щиты надеваются на сваи, выравниваются в едином горизонтальном уровне таким образом, чтобы оголовная часть СВС или буронабивных конструкций заходила внутрь на 5 – 10 см
• под палубы заводятся Н-образные стойки из досок, ширина верхнего проема чуть больше размера нижней палубы
• вертикально фиксируются боковые щиты, распираемые шпильками
• внутрь опалубки укладываются на полиэтиленовые/бетонные прокладки арматурные каркасы
• углы, сопряжения ростверка под капитальными стенами усиливаются анкерами (форма П-образная или Г-образная)
• бетон укладывается по кольцу, уплотняется смесь глубинным вибратором или арматурными прутками
• поверхность укрывается полиэтиленом или опилками, регулярно смачиваемые лейкой

Внимание: Вместо нижней палубы в низких ростверках часто применяется слой пенополистирола (несъемная сминаемая опалубка) или насыпается слой песка (удаляется после застывания бетона).

Жесткая связь свай с ростверком осуществляется несколькими способами:

• буровые сваи – часть прутков из вертикального каркаса сваи изгибается на уровне нижнего пояса ростверка, привязывается к этим стержням, другая часть крепится к верхнему поясу, изгибается, соответственно выше
• сваи винтовые – в теле прожигаются отверстия, в которые пропускают арматурные стержни, привязываемые к пруткам каркаса ростверка (так же в разных уровнях)

Монолитные ростверки удобны для кладки стен их блоков, кирпича. Для срубов и каркасников применяются более дешевые технологии.

Внимание: Даже при заполнении внутренней части винтовых свай они не обладают достаточной пространственной жесткостью, если выступают из земли больше 1,2 м. Поэтому на склонах свайные поля усиливаются горизонтальными упорами, вертикальными и диагональными связями.

Деревянный ростверк

Снижение бюджета строительства в деревянном домостроении возможно за счет нижней обвязки. По умолчанию бревна срубов, брус фахверков, «каркасников», доска коттеджей из панелей СИП являются деревянным ростверком. Однако балки необходимо жестко зафиксировать на сваях, поэтому применяются технологии:

• на сваи надеваются оголовки, привариваемые к телу СВС или закладным элементам буронабивных конструкций, крепление осуществляется саморезами сквозь отверстия в пластинах
• в бетон бревна и брус фиксируются анкерами либо пиломатериалы нижней обвязки надеваются на закладные болты, притягиваются к ним гайками

Внимание: Оголовки позволяют скорректировать дефекты соосности свай вдоль стен, расширить опорную поверхность, предотвращают продавливание древесины бетоном, металлом.

Металлический ростверк

Средним бюджетом обладают ростверки из металлических балок. Оголовки в этом случае используются только для выравнивания дефектов соосности. Проще всего приварить швеллер или двутавр непосредственно к телу СВС или закладным элементам буровой сваи.

Металлический ростверк применяется для двухэтажных срубов, кирпичных/бетонных коттеджей. Все элементы стыкуются между собой сваркой, подгоняются по месту.

Внимание: Для стальных ростверков запрещено использовать шаг свай больше 3 м, так как металлопрокат провисает под своим весом, нарушается геометрия конструкции, снижается эксплуатационный ресурс здания.

Таким образом, рассмотрены востребованные типы свай и ростверков для одноименных фундаментов. Застройщик может подобрать оптимальный вариант в зависимости от материалов стен, сборных нагрузок, ландшафта в пятне застройки.