Достоинства и недостатки свайного фундамента

Перед тем, как построить дом на сваях, следует тщательно проанализировать особенности такой конструкции, нюансы ее возведения, а также убедиться в целесообразности строительства именно такого основания. Свайно-винтовые фундаменты вызывают множество вопросов. И на самые популярные из них мы постараемся ответить в этой статье.

Введение

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства. Разработан НИИОСП — институтом ОАО "НИЦ "Строительство": д-ра техн. наук , и канд. техн. наук — руководители темы; д-ра техн. наук: , , ; кандидаты техн. наук: , , , , , , , , , , , , , инженеры , , при участии инженера Изменение N 2 разработано институтом АО "НИЦ "Строительство" — НИИОСП (руководители темы — д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук ; исполнители — д-р техн. наук , д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , наук ) при участии д-ра техн. наук , д-ра техн. наук Изменение N 3 к своду правил подготовлено АО "НИЦ "Строительство" — НИИОСП (руководители темы — д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , при участии д-ра техн. наук , д-ра техн. наук ). (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

Ленточный фундамент

Свое название этот тип фундамента получил из-за внешнего вида и конструкции: он представляет собой сплошную бетонную ленту определенной ширины и глубины, проходящую под всем периметром дома по несущим стенам.

Для его возведения не требуется применение спецтехники, поэтому в большинстве случаев можно обойтись силами одной бригады рабочих, что и стало основной причиной его популярности.

Делится ленточный фундамент на несколько разновидностей:

  • Монолитный. Этот вариант представляет собой сплошной армированный бетонный блок, который заливается на месте строительства. В этом случае роется траншея, возводится опалубка, затем в пока еще пустой траншее вяжется армирующий пояс из арматуры или толстой стальной проволоки, а затем заливается купленным бетоном. В результате получается единый массив, скрепленный внутри поясом из металла, не допускающим раскола фундамента на несколько частей;
  • Сборный. Отличается от монолитного тем, что в траншею укладываются готовые плиты ленточного фундамента, которые скрепляются между собой при помощи сварки, а швы заливаются цементным раствором. По надежности такой вариант уступает монолитному, но является более простым и быстрым, поэтому чаще всего используется на поточном строительстве, тогда как монолит больше подходит для частных домов.

Помимо этого ленточный фундамент делится в зависимости от глубины:

  • Мелкозаглубленный используется в тех случаях, когда строительство ведется на твердом грунте, который не деформируется при больших нагрузках и замерзании. Обычно такой фундамент не достигает горизонта промерзания и в крайнем случае продолжается бетонным ногами в ключевых точках периметра, которые опускаются глубже, чем основной массив. Такой вариант отлично подходит для заборов, гаражей, небольших бань и других хозяйственных построек, имеющих относительно небольшую массу;
  • Заглубленный опускается ниже горизонта промерзания и применяется на подвижных грунтах, которые легко деформируются при большой нагрузке, а также меняют свой объем при замерзании зимой. Заглубление ниже горизонта промерзания гарантирует, что здание не будет двигаться вместе с грунтом при наступлении морозов и увеличивает общий срок его эксплуатации. Глубокий ленточный фундамент требуется при возведении массивных строений, например, капитальных гаражей под два или три автомобиля, коттеджей, двухэтажных магазинов и подобных простроек.

Как и любые другие инженерно-строительные сооружения, ленточный  фундамент имеет свои достоинства и недостатки, основываясь на которых и следует принимать решение, использовать в строительстве этот вариант или предпочесть фундамент другой конструкции.

Читайте также:  Как укладывать арматуру для ленточного фундамента

Достоинства:

  • Возможность обустройства подвального помещения;

  • Простота в возведении;

  • Невысокая стоимость;

  • Высокая прочность и надежность;

  • Возможность применения на пучинистых грунтах.

К сожалению, ленточный фундамент имеет некоторые недостатки:

  • В некоторых случаях есть потребность в проведении сложных земляных работ и в использовании тяжелой строительной техники;

  • Потребность в проведении гидроизоляционных и теплоизоляционных работ.

Стоит учитывать, что понятие плюсов и минусов неоднозначно, так как здесь все зависит от глубины залегания конструкции. Поэтому каждый тип фундамента необходимо рассматривать отдельно.

Типы свай

Выделяют следующие разновидности бетонных опор под дом:

Исходя из метода углубления в почву

  • Забивные. Такая свая бывает деревянной, железобетонной, стальной. Подобные опоры углубляются в землю посредством молотов либо других ударных, вдавливающих приспособлений.
  • Железобетонные сваи-оболочки с бетонным заполнением и без него. Внутрь почвы внедряются при помощи вибропогружателя.
  • Набивные опоры. Под такого рода сваей подразумевается специальный, предварительно вырытый колодец, залитый бетоном.
  • Буровые железобетонные опоры – это выбуренные в земле ниши со вставленными внутри железобетонными конструкциями.
  • Винтовые опоры представляют собой металлические стволы трубчатой формы с винтовыми лопастями. Помещаются в недра земли посредством ввинчивания под давлением.

Исходя из взаимодействия с почвой

  • Сваи-стойки, которые поддерживаются скальными грунтами.
  • Висячие опоры – поддерживаются сжимаемой почвой.

Рассмотрим более детально некоторые виды свайного фундамента под дом.

Набивные сваи

Типы свай
  • Обычные набивные конструкции. Инвентарные трубы с закрытым нижним отверстием устанавливаются в почву посредством забивания, вдавливания или ввинчивания. Затем внутрь колодцев с трубами постепенно закладывают раствор, а сами трубы потихоньку вынимают.
  • Сваи набивного виброштампованного характера. Монтируются внутри предварительно пробитых колодцев посредством приспособления с вибропогружателем на конце.
  • Набивные внутри выштампованного колодца. Перед их установкой вырываются колодцы пирамидальной либо конусной формы, заполняющиеся вследствие бетонным раствором.

Буровые сваи

  • Буронабивные сваи.

    Буровые опоры сплошного сечения. Для них предварительно бурят отверстия. Когда земля глинистая, скважины пробивают выше подземных вод, стены колодца при этом не закрепляют. Другие разновидности грунтов позволяют рыть буром скважины за пределы грунтовых вод. Стенки свайных ниш укрепляют глинистой смесью либо специальными трубами, которые потом удаляют. Затем колодцы заливаются бетоном.

  • Баретты – создаются посредством грейфера либо фрезы для грунта.
  • Опоры с камуфлетной пятой. Устанавливаются внутри скважин, созданных посредством бура и взрыва.

Железобетонные сваи

Данного рода фундамент под дом встречается литой, а также сборный.

  • Литые опоры из железобетона производятся с сечением квадратной либо прямоугольной формы. Квадратные встречаются с закругленным углублением. Внутрь монолитных опор помещается стальной стержень, по длине соответствующий самой свае. Если армирование проводится поперек опоры, здесь используется низкоуглеродистая проволока или же катанка пятимиллиметровым диаметром.
  • Наборные опоры из железобетона, как правило, имеют трубчатую форму, собираются из нескольких частей. Устанавливается такая свая уже в собранном виде.

Установка железобетонных опор производится посредством вспомогательной техники: мобильных кранов с молотами для опор, вибровбивателей, а также копров.

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.

Монолитный ленточный фундамент

Монолитные фундаменты чаще всего применяются для лёгких деревянных домов. Их строительство не требует использования дорогой техники. При использовании таких фундаментах нет ограничений в плановой конфигурации зданий.

Виды монолитных фундаментов

Монолитный ленточный фундамент

В зависимости от устройства монолитные фундаменты могут быть ленточными, столбчатыми и сплошными.Ленточный монолитный фундамент представляет собой железобетонную полосу, которая идёт по всему периметру здания. Мелкозаглубленный ленточный фундамент из монолита образует жёсткую горизонтальную раму, обеспечивая устойчивость в условиях пучинистых грунтов. Такая конструкция применяется при строительстве лёгких домов из бруса и бревна. Заглубленный ленточный фундамент из монолита устанавливается под тяжёлые каменные дома. Также применяется, если под домом планируется строительство подвала, гаража или цокольного этажа.Столбчатый монолитный фундамент представляет собой конструкцию из столбов, которые возводятся во всех углах, местах пересечения стен, в местах с повышенной нагрузкой. Пространство между столбами засыпается щебнем или крупнозернистым песком, далее всё заливается толстым слоем бетона или железобетона. Такая конструкция применяется для лёгких фундамент-монолит закладывается под всей площадью здания. Он применяется в тех cлучаях, когда грунт сильно сжимается.Главное преимущество монолитного фундамента — при перемещении грунта плита двигается вместе с ним, спасая дом от разрушения. Чаще всего монолитные фундаменты применяются для лёгких деревянных домов. Их строительство не требует использования дорогой техники. При таких фундаментах нет ограничений в плановой конфигурации зданий. Они обладают высокой прочностью и при этом «съедают» не более 15-18% бюджета от стоимости всего строительства.

Виды свай

Сваи, применяемые при создании фундаментов, имеют различную конструкцию и назначение. В первую очередь, они делятся на те, которые опираются на твердые слои почвы, являясь основными опорами здания, и те, которые просто вставлены в грунт, не имея четкой опоры. Второй тип используется для распределения нагрузки и применяется только при большом количестве установленных опор.

Забивные

Данный вид широко используется при возведении больших многоэтажных домов. Такие сваи способны выдержать огромные нагрузки, поэтому представляют собой массивные железобетонные балки, которые забиваются в землю при помощи специальных машин. В силу высокой стоимости аренды подобной техники, забивной вид практически не используется при строительстве частных домов.

Буронабивные

Изготавливаются на месте строительства из бетонного раствора и армирующих материалов. Создание таких свай начинается с бурения установочных шахт на участке согласно заранее спроектированной схеме. Каждая шахта армируется и заливается бетоном. При некоторых видах грунта возможна установка обсадочных дополнений в виде полой трубы, рубероида или полиэтиленовой пленки. Во многих случаях обсадка буронабивных опор остается в шахтах в качестве гидроизоляции.

Главным достоинством буронабивного вида является установка на малых строительных площадях. Недостатком можно назвать невозможность использования в местности, где могут происходить горизонтальные смещения грунта.

Винтовые

Самый применяемый в индивидуальном жилищном строительстве вид свай, конструкция которого позволяет достаточно легко и быстро создавать свайное поле даже без применения какой-либо техники. Представляет собой металлическую трубу, имеющую лопасти определенной формы. Благодаря их наличию, трубу можно закрутить в землю, как саморез в лист металла. При использовании небольших опор эту операцию проделывают вручную. Этот вариант идеально подойдет для возведения компактного садового домика или строительства бани в Челябинске.

Достоинством винтового фундамента является низкая стоимость, простота монтажа и высокая надежность. Отрицательным моментом можно назвать небольшой срок службы – около 70 лет. Еще один недостаток фундамента на винтовых сваях – недостаточная прочность, поэтому его чаще используют при строительстве легких каркасных домов.

 

Наконечники

При выборе свай для фундамента, разумеется, встает вопрос типа наконечников. Они бывают сварными и литыми.

Литые наконечники являются самыми прочными, надежными и универсальными. Они обладают технологическими характеристиками самого высокого уровня. Такие наконечники позволяют устанавливать сваи на местностях с особо сложными грунтами – в многолетнемерзлую, очень плотную и твердую поверхность. При вкручивании они не деформируются даже в самых сложных условиях.

Наконечники

Наконечники сварного типа применяют, если речь идет о более слабых грунтах. Основное их преимущество в том, что они гораздо дешевле, чем литые.

Зимнее строительство

Строительство в зимний период актуально для России, большая часть которой расположена в северных широтах. Строительство не всегда можно прекратить зимой, поэтому рабочим приходится прибегать к использованию свайного фундамента. Такой подход позволяет проводить строительные работы круглый год.

Зимнее строительство

Плюсы и минусы строительства с применением свайного фундамента зимой:

  • благодаря использованию свай можно получить прочную конструкцию даже на замерзшем грунте, независимо от наклона строительной площадки;
  • при возведении свайного фундамента отпадает необходимость в расчистке и высушиванию земли. В регионах, где преобладает вечная мерзлота, использование свай является единственным строительным решением;
  • сваи не требуют проведения дополнительных процедур для сохранения эксплуатационных качеств в условиях низких температур;
  • сваи легче подвозить к месту строительных работ, чем другие материалы;
  • для возведения свай не требуется большое количество работников;
  • благодаря сваям можно возвести здание даже на поверхности замерзшего озера.
Зимнее строительство

В северных регионах нужно проводить утепление свайно-винтового фундамента. Свайный фундамент имеет свои недостатки, которые необходимо учитывать перед началом строительных мероприятий.

Способы устройства свайного фундамента

Дома на деревянных сваях

Свая – это вертикальная или наклонная конструкция, погруженная в грунт или изготовленная непосредственно в грунте. Функция свай – передать нагрузки от дома или строения на основание (грунт).

При проектировании и устройстве свайного фундамента выбор вида свай осуществляют по следующим параметрам:

  • способ заглубления в грунт (способ монтажа);
  • способ взаимодействия с грунтом;
  • устройство сваи и форма поперечного сечения;
  • тип материала.

Существуют следующие виды свай:

— в зависимости от способа заглубления в грунт:

  • забивные сваи – изготавливаются из  железобетона,  дерева, стали; погружаются в грунт (без его разбуривания) или в лидерные скважины. Для погружения используют молоты, вибропогружатели, вибровдавливающие, виброударные и вдавливающие устройства;
  • железобетонные сваи-оболочки (диаметром до 0,8 м) – заглубляются вибропогружателями без выемки (с частичной выемкой) грунта. Бетонной смесью не заполняются;
  • железобетонные сваи-оболочки – погружаются вибропогружателями с выемкой грунта из их полости. Частично или полностью заполняются бетонной смесью;
  • набивные бетонные и железобетонные сваи – устраиваются в грунте. Для этого в грунте делают скважины и  укладывают в них бетонную смесь;
  • буровые железобетонные – для их устройства в грунте бурят скважины. Скважины в дальнейшем заполняют бетонной смесью или устанавливают в них железобетонные элементы;
  • винтовые сваи — состоят из трубчатого металлического ствола и металлической винтовой лопасти. Площадь поперечного сечения ствола такого изделия значительно меньше чем у лопасти. Погружаются в грунт путем  завинчивания под давлением.

— в зависимости от взаимодействия с грунтом:

  • сваи-стойки — все виды свай, опирающиеся на скальные грунты, а забивные сваи, кроме того, — на малосжимаемые грунты;
  • висячие (сваи трения)  — все виды свай, которые опираются на сжимаемые грунты. Они передают нагрузку на грунты основания нижним концом и боковой поверхностью.

Плюсы использования свай для дома

Еще один немаловажный фактор: в сложных физико-геологических грунтах (особенно — слабых, пылевидных, насыщенных влагой, лёссовидных, торфяных и подобных грунтах) строительство свайных фундаментов не только позволяет получить более надежное основание для будущего строения, но и экономически выгоднее!

Свайный фундамент имеет ряд преимуществ перед другими основаниями:

  • Себестоимость свайного фундамента значительно меньше ленточного основания;
  • Долговечность и надежность конструкции (за исключением винтовых свай);
  • Быстрая и легкая установка;
  • Возможность производить строительство на неровной и заболоченной местности;

Если посмотреть на показатели разрушения, то срок бетонного основания значительно, ниже, нежели у свайного фундамента. Железобетонные основания больше подвержены усадки, следствием чего является понижение показателей несущей способности. Скорость монтажа свайного фундамента объясняется несколькими факторами:

Плюсы использования свай для дома
  • Не нужно копать траншею;
  • Если установка свай происходит вручную, то строительного процесса достаточно 3 человека; (Установка винтовых свай своими руками)
  • Не нужно ждать высыхания основания, так как конструкция устанавливается без использования растворов;
  • Монтаж по проекту может происходить без особых навыков и знаний.

Даже в самых слабых грунтах одна свая выдерживает нагрузку в несколько тонн. Пожалуй, единственное «противопоказание» для строительства дома на сваях — неравномерное боковое движение грунтов со сдвигом слоев. В такой ситуации возможно даже опрокидывание зданий, построенных на сваях.

Какой тип возводится быстрее?

Скорость возведения фундамента — показатель индивидуальный, зависящий от множества факторов. Если для ленточных оснований определяющим показателем является время застывания бетона, то работа со сваями зависит от наличия техники, сложности и равномерности распределения слоев грунта, глубины залегания плотных слоев и т.д.

Поэтому утверждать о более быстрой возведении того или иного типа сложно и некорректно. Единственным отличием можно назвать сезонность — погружение свай в зимнее время, в мерзлый грунт, попросту невозможно или, как минимум, нерационально.

При этом, работы с ленточными основаниями обычно доступны в круглогодичном режиме, что увеличивает производительность строительства.