Несущая способность свай
Планируя строительство свайного фундамента, в первую очередь следует позаботиться об обеспечении должного уровня несущей способности. При этом устанавливать избыточное количество свай экономически нецелесообразно. Поэтому проектирование свайного фундамента обычно поручают специализированной компании. Однако общие знания все же необходимы. В частности:
оценка геологических особенностей местности. Результат определит тип сваи, ее длину, диаметр, толщину и тип арматуры, число продольных стержней, толщину поперечной проволоки, расстояние между забивными сваями;
расчет на трещиностойкость (коэффициент динамичности равен 1,25);
способ установки. Сваи могут быть установлены тремя способами: одиночными опорами, рядным порядком, свайным полем;
расчет на прочность сваи (коэффициент динамичности равен 1,5);
обоснование о необходимости заполнения полых свай;
место расположения близлежащего строения (минимальное расстояние – 15 м.п.)
Как рассчитать количество свай на фундамент
Чтобы примерно определить, сколько свай необходимо для фундамента дома нужно:
рассчитать статическую нагрузку, т.е. определить вес будущего строения. Для этого нужно сложить вес:
– материалов, из которого будет построен дом (несущие стены и перегородки);
– перекрытий;
– стропильной системы и кровельного материала;
– остекления и дверей;
– отделочных материалов (наружная и внутренняя отделка);
– ориентировочный вес мебели, бытовых, отопительных и сантехнических приборов.
оценить несущую способность одной сваи (узнать можно у производителя, у которого предполагается купить сваи);
рассчитать динамическую нагрузку. Учитывает количество проживающих в доме;
добавить 10-15% на компенсацию погрешности расчета и возможное увеличение массы строения;
разделить вес строения на несущую способность сваи. Таким образом, будет рассчитано число свай. Зная их число, можно определить общую стоимость реализации проекта.
Шага установки забивных железобетонных свай
Что касается расстояния между сваями (шаг установки), то расчет ведётся исходя из их числа и периметра строения. При этом сваи обязательно устанавливаются по углам, в месте пересечения стен, под колоннами, под тяжелыми объектами.
Примечание. Ориентировочные данные для устройства фундамента двухэтажного каркасного дома на суглинистой почве, которая преобладает в РФ: диаметр свай 150 мм, длина 3 м.
Плюсы и минусы ленточных фундаментов
Главное преимущество ленточного фундамента заключается в возможности обустройства подвальных помещений и качественного утепления нижней части здания. В подвале или цокольном этаже можно проложить инженерные коммуникации, сделать незамерзающий ввод водопровода и организовать несколько помещений хозяйственного назначения.
Несмотря на большие объемы земляных и монтажных работ, возведение фундамента в виде ленты можно выполнить самостоятельно, пригласив для этого 2-3 помощника. Из специальных строительных механизмов вам потребуется только бетономешалка и вибрационное устройство для уплотнения бетона. Для рытья котлована можно просто нанять экскаватор.
Правильно сделанный ленточный фундамент отличается долговечностью и может служить до 150 лет, несмотря на любые внешние негативные воздействия. Слой гидравлической изоляции защитит строение от грунтовых и талых вод, а теплоизоляция снизит потери тепла.
В то же время, несмотря на перечисленный ряд достоинств, основания ленточного типа имеют несколько существенных недостатков, среди которых:
- большие трудозатраты при производстве работ на всех этапах;
- длительный процесс строительства, связанный с большими объемами земляных работ и сроками твердения бетона (технологию мы описали здесь);
- высокая себестоимость строительства;
- невозможность возведения на некоторых видах грунта;
- необходимость непрерывности процесса при заливке бетона.
Но если принять во внимание отзывы застройщиков, то перечисленные недостатки полностью оправданы высоким уровнем надежности конструкции и наличием подвала
Расчет
Корректная калькуляция забивных жб свай для фундамента дает возможность сделать основание вашего строения устойчивым
Кроме правильного расчета количества жб свай, необходимо обратить внимание на глубину их установки, которая может иметь амплитуду от трех до десяти метров, а величина сечения должна составлять от 150 до 250 мм
Для расчета основных показателей основания необходимо принять во внимание следующие факторы:
- Вид грунта. Лучше всего обеспечить проведение геологического исследования, но возможно почерпнуть необходимую информацию из справочника.
- Вес постройки. Его можно расчитать, учитывая количество материалов, используемых для строительства. Следует отдельно скалькулировать вес покрытия, перекрытий, бетонного ростверка и материалов для декора. К полученному результату следует приплюсовать вес обстановки внутри помещения (приблизительно 7-10 т).
Эту операцию следует проводить, не забывая о запасе прочности. В связи с этим полученную цифру нужно увеличить на треть. Допустим, строение весит 180 тонн. Длина ж/б сваи составляет 4 метра. Такая свая способна выдерживать в среднем нагрузку в 20 тонн (для суглинистых грунтов); из чего следует, что 9 свай обладают способностью надежно и пропорционально разделить полную нагрузку сооружения.
Особенности монтажа забивных железобетонных свай
Забивные сваи у большинства ассоциируются со строительством многоэтажек, бетонными столбами с большим диаметром и огромными сваебойными машинами, от работы которых содрогается все вокруг. Такая технология применима до сих пор, но только на определенном удалении от других построек и подземных коммуникаций. Сильные ударные нагрузки способны нанести вред близлежащим постройкам и даже привести к их разрушению. И, конечно же, подобная технология неприменима для частного строительства.Кроме свай небольшого диаметра, в современном строительстве используется и специальная техника, благодаря которой можно избежать так знакомого всем содрогания почвы. Для этого были разработаны вибропогружатели, которые загоняют сваи в землю с помощью вибраций.Но особой популярностью пользуются небольшие сваебойные машины, вес молота которых колеблется в районе 800 кг. Такая машина способна за день установить порядка 30 – 40 столбов практически бесшумно и не создавая огромных нагрузок на земляной пласт и близлежащие сооружения.
Технология строительства железобетонных фундаментов
видов железобетонных фундаментов
Технология ленточного жб фундамента
обустройство уплотняющей подсыпки
Рис: Разметка ленточного фундамента
- На дне траншеи формируется уплотняющая подсыпка из двух равных по толщине слоев песка и гравия. Подсыпка тщательно выравнивается и утрамбовывается. Она необходима для защиты будущего фундамента от вертикальных сил пучения грунта;
- Вокруг траншеи формируется опалубка из строганных досок. Опалубка располагается на поверхности грунта так, чтобы ее высота и глубина траншеи в совокупности были равны проектной высоте фундаментной ленты;
- Внутренние стенки опалубки и траншея застилаются клеенкой, которая будет предотвращать утечку влаги из бетонной смеси;
- Из арматурных прутьев создается армкокаркас. Для этого используются рифленые стержни диаметром 12-16 мм. и прутья гладкой арматуры 7-9 мм. в диаметре для их соединения. Армокаркас скрепляется сваркой либо связывается проволокой;
- Осущетсвляется заливка опалубки бетоном, после чего смесь уплотняется вибрированием либо штыкуется арматурой для удаления внутренних полостей воздуха.
Важно: фундамент считается завершенным после набора бетоном 100% прочности, что происходит в течении 28-30 дней.
РисЗаливка ленточного фундамента бетоном
Технология плитного жб фундамента
плитного фундамента
- На строительную площадку переносятся проектные контуры фундамента;
- Вырабатывается котлован – при обустройстве малозаглубленной плиты выемка грунта может производится ручной силой, тогда как закладка плиты ниже глубины промерзания грунта требует привлечения экскаватора;
- На дне котлована формируется уплотняющая песчано-гравийная подсыпка – первым слоем идет песок, затем гравий;
- Из строганных досок обустраивается опалубка котлована. Опалубка укрепляется боковыми упорами, при необходимости дополнительной фиксации по периметру опалубки подсыпается грунт. Внутренние стены опалубки устилаются клеенкой;
Рис: Опалубка и армокаркас плитного фундамента
- На поверхности уплотняющей подсыпки заливается слой подбетонки толщиной 3-5 сантиметров. Для его формирования используется жидкий бетон, который должен проникнуть во все щели между гравием;
- На поверхности отвердевшей подбетонки формируется арматурный каркас;
- Плита заливается бетоном, смесь тщательно уплотняется виброуплотнителем и выравнивается.
Рис: Заливка плитного фундамента бетоном
Важно: демонтаж опалубки выполняется спустя две недели после заливки плиты, когда бетон наберет 75-80% от своей итоговой прочности.
Технология свайного жб фундамента
фундамента на железобетонных сваяхкопровые установки
Рис: Обустройство фундамента из забивных железобетонных свай под многоэтажное здание
- Подготовительные работы – обустраиваются пути подъезда и передвижения копров по стройплощадке, при необходимости выполняется вертикальная планировка грунта (выемка котлована), на объект доставляются и складируются сваи;
- Геодезическая разбивка свайного поля – размечаются контуры фундамента и точки погружения свай;
- Забивка свай – сваебойная установка подтягивает сваю с места складирования, поднимает и устанавливает ее в забивочное положение, затем следует погружение сваи до наступления проектного отказа;
- Обрезка свай и обвязка ростверком – после того как все элементы свайного поля погружены, головы свай обрезаются по нулевому уровню с помощью сваерезки. По периметру фундамента обустраивается опалубка для ростверка, в нее укладывается арматурный каркас, который приваривается к выступающей со свай арматурой, после чего опалубка заливается бетоном.
Рис: Железобетонный ростверк свайного фундамента для одноэтажного здания
Винтовые сваи, цена изделий
Как и любые другие параметры, стоимость высчитывается исходя из условий будущего строительства. Поэтому для каждого отдельного проекта дома будет своя стоимость. Мы возьмем очень маленький проект, чтобы просто наглядно показать схему, каким образом просчитать стоимость. Чтобы вы самостоятельно смогли просчитать стоимость свайного фундамента и для своего проекта. Так вот, наш пример будет следующим: будем рассчитывать стоимость винтового типа фундамента для домика 6 на 6 м. Исходя из того, что оптимальная схема свайного поля должна состоять как минимум из 9 свай. Вот что мы имеем.
Заказчику в зависимости от фирмы и условий нужно будет оплатить монтаж каждой сваи. Стоимость монтажа составит примерно от 650 рублей до 1150 рублей за одну штуку. И прибавить сюда цену самих винтовых свай. Цена винтовых свай зависит от диаметра и длины ствола. Для примера, BC-57, это значит, что диаметр 57 мм и длиной 3 метра будет стоить 1100 рублей с монтажом или же 1200 без такой услуги. Если же изделие выбрано BC-108, то соответственно цена, также для 3-х метрового ствола будет колебаться от 1150 рублей с монтажом изделий и 1350 рублей без такой услуги.
Выбор фирмы для монтажа винтовых свай
Почему существует разница в цене в зависимости от наличия или отсутствия опции монтажа, спросите вы. Все очень просто такой ход рассчитан на стимуляцию покупателя заказать монтаж винтовых свай в этой же компании. Конечно не всегда лучшим решением будет такой выбор, связано это с качеством установки. Необходимо изучить историю установок этой фирмы, ознакомится с отзывами и только после этого принимать окончательное решение в пользу такой опции. Или же наоборот обратиться к другой фирме, которая специализируется именно на монтаже, а не продаже винтовых свай.
В результате для нашего примера стоимость такого типа фундамента составит всего около 20 тысяч рублей
Но обратите внимание, что мы посчитали только стоимость самих изделий и их монтаж. Сюда еще нужно добавить дополнительные расходы на доставку и другие накладные расходы
имейте это в виду.
Конечно, в зависимости от фирмы цены могут разница, но у нас указана средняя цена. Поэтому обязательно узнавайте стоимость всех опций и требуйте подробный отчет, что и сколько стоит.
Расчет стоимости
Его виды
Существует несколько разновидностей забивных свай:
Железобетонные
Наиболее распространенный вид опор, которые выпускаются специально и имеют высокие эксплуатационные показатели.
Благодаря напряженной продольной арматуре они способны выдерживать значительные боковые воздействия, а вертикальные нагрузки, доступные для опор без нарушения работоспособности, составляют 40-50 т на единицу.
Изготавливаются из влагоустойчивого и морозостойкого бетона со специальными добавками.
Стальные
В отличие от всех других вариантов, стальные забивные сваи специально не выпускаются.
В качестве опор используют различные виды металлопроката — швеллер, двутавр, рельс и т.п.
Металлические сваи более гибко реагируют на боковые воздействия, что позволяет использовать их в специфических условиях — на склонах, плывунах и т.п. Срок службы стальных свай ограничен из-за неизбежной коррозии, возникающей вследствие электрохимического воздействия грунта.
Деревянные
Самый старый вид свай, постепенно вытесняемый более прочными и устойчивыми к нагрузкам видами.
В современном строительстве используются только для создания легких и вспомогательных построек — каркасных или деревянных.
Особенности древесины не позволяют рассчитывать на длительный срок службы, поэтому предпочтение пользователей все чаще отдается другим, более современным и надежным вариантам.
Для частного домостроения наиболее распространены железобетонные сваи. Они обладают наиболее удачным набором качеств, прочностью, устойчивостью к влаге и перепадам температур.
Существует достаточно удобный ряд типоразмеров и длин, позволяющий выбрать самый подходящий вариант для своих условий.
Типы используемых свай при строительстве
Забивные сваи
- Сплошного квадратного сечения;
- Квадратного сечения с круглой полостью;
- Прямоугольного сечения;
- Круглого сечения.
Рис: Сваи сплошного квадратного сечения 30*30 см
Важно: забивные сваи бывают цельными либо составными – состоящими из нескольких стыкующихся секций, соединяющихся в процессе погружения с помощью сварки либо анкеров. Общая длина составной сваи может доходить до 40 метров.
Набивные сваибуроинъекционныебурится скважина Рис: Схема обустройства буронабивных свай
Важно: несущая способность набивных опор может превышать аналогичную характеристику забивных свай за счет большего диаметра
Размеры набивных свай ограничиваются лишь функциональными возможностями используемой для их обустройства буровой техники – диаметр таких опор варьируется в пределах от 30 до 350 см.
Винтовые сваи
- Однолопастные конструкции, используются для строительства легких зданий в нормальных грунтах;
- Многолопастные сваи, применяются для возведения среднетяжелых домов и двухэтажных зданий в слабой почве;
- Узколопастные конструкции (заостренные и трубчатые), предназначенные для строительства фундаментов в высокоплотной и мерзлой почве.
Рис: Разновидности винтовых свай
Особенности железобетонных свай
В строительстве наиболее часто применяются сваи квадратной и прямоугольной формы сплошного сечения. Изделия могут иметь различную конфигурацию:
- в виде квадрата;
- прямоугольную форму;
- двутавровую форму;
- в виде круга.
Применение свай, имеющих двутавровое сечение, осуществляется с целью придания конструкции устойчивости к изгибам.На сегодняшний момент применение свай сплошного круглого сечения не осуществляется. Раньше, такой вид свай (длиной не больше 30 метров, диаметром менее 50 см, весом меньше 11 тонн) использовался в строительстве.
Минусы ЖБ-свай
- Отличаются большим весом. Из-за этого могут возникнуть трудности в транспортировке, погрузочных/разгрузочных работах, в процессе монтажа.
- Для установки требуется применение сваебойного оборудования. Кроме шумности, габаритная тяжелая техника может быть неприменима в некоторых ситуациях – в местах плотных застроек, на небольших строительных участках.
- Способны к разрушению, не выдерживают суровых климатических условий. Для северных районов, используются специальные изделия, которые изготавливаются из морозостойкой марки бетона.
Хотя эти характеристики скорее относятся не к минусам, а к особенностям которые нужно учесть при строительстве. Поэтому использование свай из железобетона производится довольно часто, особенно при возведении крупных зданий и сооружений.
Плюсы ЖБ-свай
- Высокая несущая способность. Армированный железобетон при правильной установке способен выдерживать колоссальные нагрузки. Самое главное – фундаменты на железобетонных сваях можно использовать под строительство многоэтажных зданий.
- Уплотнение грунта. В процессе забивания почва под фундаментом уплотняется, что приводит к повышению прочности и устойчивости основания. За счет уплотнения земляного кома в процессе забивки, свайный столб плотно фиксируется в нижней точке опоры и по бокам. То есть его невозможно расшатать (как часто бывает с винтовыми свайными столбами), нет необходимости в дополнительном укреплении с помощью обвязки.
- Длительный срок службы (от 100 лет).
- Быстрое возведение. Несмотря на некоторые сложности с монтажом, при наличии необходимого оборудования забивка свай производится быстро и не составляет проблем.
- Возведение фундамента не требует земляных работ. В большинстве случаев нет необходимости снимать даже верхний слой почвы, не говоря уже о бурении скважин или рытье котлована.
- Простота хранения. Удобная форма позволяет складировать столбы штабелями, а устойчивость к возгоранию, воздействию влаги (в разумных пределах, естественно) и грибковым поражениям не требуют каких-то особых складских условий.
Так что же такое забивная свая?
Стандартная забивная свая – это железобетонное изделие, имеющее конструктив в виде армокаркаса из несущей арматуры сечением 10мм с обвязочной арматурой сечением 5мм и заливкой бетоном классом прочности B22,5 (маркой М300). Каждый тип сваи имеет маркировку. Допустим, маркировка С30.15-3 – 3-х метровая свая сечением 150 мм
На первый взгляд может показаться, что нет ничего проще, как изготовить армокаркас, уложить его в форму и залить бетоном, немного подождать – и забивная свая готова. Да, сегодня все чаще и чаще появляются мини производства, которые изготавливают различные ж/б изделия, в том числе и сваи. Но забивная свая – это особый вид жб конструкций, технология ее изготовления включает в обязательном порядке цикл пропаривания после заливки бетона. Пропаривание сваи происходит в специальных камерах. Без цикла пропаривания с очень большой вероятностью при наборе прочности бетона не будут достигнуты требуемые по ГОСТам нормативы. Соответственно такие изделия могут быть негодными для применения в строительстве. Позволить себе камеры пропаривания может далеко не каждое производство, ведь речь идет не только о самих камерах, но и об увеличении количества циклов производства и сложности самого процесса пропаривания.
Много раз нам приходилось встречаться со сваями плохого качества. Железобетонная свая, как и любое ЖБИ, подлежит государственной сертификации. Поэтому перед покупкой свай обязательно удостоверьтесь, имеет ли производитель сертификат качества на сваи и обязательно требуйте паспорт качества партии свай при их покупке.
Свая, изготовленная с соблюдением всех технологических процессов, имеет высокий срок эксплуатации – более 100 лет.
Сравнение двух фундаментов
Какой фундамент лучше, ленточный или свайно-винтовой? Если говорить честно, то ленточные фундаменты применяют при строительстве зданий как традиционную конструкцию, которая показала хорошие результаты в течение длительного времени.
Однако, практика показывает, что свайные опоры обладают более высокой несущей способность. Попробуем сравнить две эти конструкции по таким показателям как:
- финансовые затраты;
- сроки строительства и трудозатраты при возведении;
- возможность применения;
- технологичность и сезонность.
Финансовые затраты
Какой фундамент — дешевле ленточный или свайный? При строительстве ленточного основания присутствуют расходы, которые не требуются для свайных конструкций:
- выемка грунта и его планировка, складирование и вывоз;
- транспортные расходы на доставку оснастки, арматуры и бетонной смеси;
- засыпка песчано-гравийной подушки и ее уплотнение;
- бетонирование или установка блоков при помощи грузоподъемной техники.
Итого, ленточный фундамент обходится значительно дороже.
Сроки строительства и трудозатраты
Конструкция ленточного фундамента намного сложнее по своему устройству. При его возведении потребуется время на выполнение земляных работ, установку опалубки и арматурного каркаса, устройство подстилающей подушки, заливку бетона. После этого придется подождать, пока бетонная смесь схватится должным образом, и приступить к гидроизоляционным работам.
В свайном основании достаточно ввинтить, забить или установить сваи и обвязать их ростверком. Работы выполняются в несколько раз быстрее.
Возможность применения
Для свайных оснований ограничения по применению в зависимости от типа грунта практически отсутствуют. Исключением являются заболоченные торфяники, на которых обычно никто ничего не строит. А вот применение ленточного зависит от глубины его заложения.
Если подошва конструкции опирается на плотные слои грунта ниже точки промерзания, то на ленту воздействуют только боковые нагрузки и его устойчивость зависит от степени армирования, то есть прочности железобетона. Мелкозаглубленные фундаменты можно применять только на устойчивой плотной почве с небольшой глубиной промерзания и глубоким залеганием грунтовых вод.
При наличии сложного рельефа участка, с уклоном или перепадами высот, стоимость ленточного фундамента резко возрастает, в то время как свайное основание позволяет решить вопрос без особых проблем.