≡× МЕНЮ

• Постройки
• Отделка
• Кладка
• Раствор
• Расчет

Бетонная плита на сваях. Свайные фундаменты с монолитной плитой

Свайные фундаменты пользуются популярностью среди частных застройщиков ввиду того, что они обеспечивают высокую надежность конструкций при сравнительно небольших финансовых затратах. Их можно использовать не только на ровных строительных площадках, но и в условиях сложного рельефа, причем сваи всегда можно подогнать под одну горизонтальную плоскость.

Все свайные фундаменты состоят из двух ключевых элементов: сваи, сделанной из различных материалов и ростверка, представляющего собой монолитную плиту или ленту, на которой расположены несущие стены здания. Ключевой недостаток таких оснований – это сложность в постройке подвала или технического этажа, а также необходимость обеспечивать высокий уровень теплоизоляции подполья.

Основные преимущества

К достоинствам оснований на винтовых сваях относятся:

• небольшая стоимость строительных материалов, необходимых для возведений свай и монолитных плит;
• быстрота возведения, так как нет необходимости ждать пока бетон наберет свою марочную прочность;
• меньший расход бетона из расчета того, что толщина плиты меньше, чем в классическом монолитном фундаменте, а некоторые виды свай производятся стандартных размеров в заводских условиях;
• минимальные расходы на транспортную доставку, исходя из того, что практически все составные элементы фундамента можно сделать непосредственно на площадке;
• при соблюдении правильной технологии монолитный ростверк можно сделать и в зимний период, сваи легко устанавливаются в каменистый или мерзлый грунт;
• учитывая, что винтовые сваи устанавливаются на глубину ниже точки промерзания почвы и упираются в прочные пласты почвы, то просадка дома будет минимальной.

Ключевой недостаток свайно-ростверковых фундаментов с монолитной плитой – это необходимость предварительного расчета количества и типа изделий, шага их расположения и массы всей конструкции. Поэтому без предварительного проекта возводить такие основания не рекомендуется.

Виды оснований с монолитным ростверком и подготовительные работы

Висячий ростверк, который имеет зазор между плитой и грунтом не менее 70-100 мм, иногда больше. Такая конструкция полностью устраняет негативное воздействие со стороны почвы на подполье, но нижнюю часть дома придется дополнительно утеплить. Основание подходит для возведения домов из практически любых строительных материалов.

Использование монолитного цоколь-ростверка. Конструкция основания подразумевает полное отсутствие просвета между грунтом и ростверком, при этом получается небольшое техническое помещение или подвал.

Подготовительные работы при возведении свайно-ростверкового фундамента с монолитной плитой:

1. Рассчитать тип, длину и диаметр свай.
2. Подготовить строительную площадку, установить опоры и выровнять их по одной горизонтальной плоскости.
3. Поверх свай соорудить опалубку, закрепить все вместе, снаружи расстелить слой гидроизоляции.
4. Затем внутри закрепить арматуру, соединить ее вместе с пучком расположенными сваями, использовать необходимо гибкую проволоку, а не сварку.

Залить всю конструкцию бетоном в несколько равномерных горизонтальных слоев.

Как сделать монолитный ростверк на сваях?

Построить такой фундамент своими руками достаточно просто, в этом ключевое преимущество свайно-ростверковых оснований. Сделать это можно следующим образом:

• разработать эскизный проект будущего дома, посчитать нагрузку со стороны самого сооружения и монолитной плиты. По полученным данным рассчитать количество и шаг установки железобетонных свай, сделать проект будущего фундамента;
• по готовым чертежам пробурить или выкопать скважины на заданную расчетную глубину. Если выбор остановлен на заводских изделиях с наконечниками, их можно установить с помощью копрового молотка;
• как только все винтовые сваи будут установлены на заданную глубину, их нужно выровнять по горизонтали и при необходимости стесать болгаркой. Устанавливать опоры рекомендуется строго вертикально, допускается отклонение от вертикали не более 2-3 градуса;
• далее начинают изготовлять опалубку. Ее можно сделать несъемной из плит пенополистирола или съемной с древесины. Выбор типа и конструкции опалубки зависит от финансовых возможностей застройщика. Все щели и стыки должны быть закрыты, чтобы бетон не вытекал, также рекомендуется на время заливки бетонным раствором укрепить дно опалубки, чтобы она не рассыпалась от массы бетона;
• внутри опалубки установить арматурный каркас, рассчитанный по принципу, как для обычной монолитной плиты с тем исключением, что вертикальные прутья затем будут связаны с арматурой самих опорных элементов;
• если будет возведен мелкозаглубленный или заглубленный монолитный ростверк, тогда нужно предварительно выкопать траншею и в ней монтировать опалубку;

Далее заливаются бетонным раствором сваи, потом через несколько дней – сам ростверк. Ориентировочный срок, при котором бетон наберет заданную марочную прочность, в зависимости от климатических условий составляет до месяца.

Армирование монолитной плиты на сваях

Особенность армирования монолитного фундамента в том, что нужно соединить арматурный каркас несущих опор и ростверка в единую конструкцию. Для армирования необходимо создать два независимых пояса армирования, один установить сверху, другой снизу. На каждом участке нужно использовать как минимум по две продольные арматуры. Для армирования применяются прутья диаметром до 14 мм спирального типа, а для вертикальных прутьев – до 9 мм гладкие.

Поперечная арматура не имеет никакого отношения к нагрузкам, она вяжет всю конструкцию в единый каркас. Арматурный каркас полностью погружается в бетонный раствор, при установке важно всегда оставлять верхние концы прутьев – они затем соединяются с арматурой несущих опор.

Перед заливкой монолитной плиты в местах соприкосновения опалубки и внутреннего каркаса плиты делается гибкое соединение . Если используются стальные несущие опоры, тогда оголовки привариваются к нижнему арматурному поясу. При этом, нижняя кромка пояса должна быть заглублена в бетон на толщину до 5 см, чтобы защитить металл от коррозии. Каркас для плиты считается выполненным, расстояние между поясами до 10 см, а между вертикальными прутьями – до 50 см.

Сваи также нужно дополнительно армировать, особенно если это железобетонные или стальные конструкции. Деревянные и стальные опоры не армируются, они соединяются арматурой или катанкой между собой. Для надежного соединения ростверка и опор оголовки привариваются катанкой или прутьями к нижнему слою арматуры плиты. Ширина ростверка должна быть немного больше, чем внешние размеры секций для лучшего укрепления конструкций.

Виды свай для плитного ростверка

В строительстве применяются несущие опорные элементы из четырех видов материала, и у каждого есть свои особенности:

1. Деревянные столбы длиной до 8,5 м и внешним диаметром до 34 см. Они дешевые, но используются редко. Их приходится дополнительно покрывать специальными составами, чтобы препятствовать гниению.
2. Железобетонные винтовые опоры производятся из бетона марки М200 и выше, имеют огромный срок службы, но из-за большой массы установить их можно только с помощью мощной строительной техники.
3. Стальные винтовые сваи с острыми наконечниками. Они применяются чаще всего, учитывая малую массу и простоту в установке. Очень важно перед монтажом обязательно обрабатывать их специальными антикоррозийными составами.
4. Асбестоцементные трубы. Это полые конструкции, стойкие к практически любым грунтовым воздействиям, но поставляются без армирования.

Свайно-ростверковые фундаменты с монолитной плитой стоят в возведении немного дороже, чем ленточные конструкции, при этом выдерживают достаточно большую массу. Это достигается за счет использования плиты, нагрузка от несущих стен будет равномерно распределена между опорами. Основания такого типа незаменимы при возведении небольших зданий частного и хозяйственного назначения, они отлично подходят для строительства на сложных грунтах, склонных к сезонному пучению.

Свайно-плитный фундамент (СПФ ) - уникальное изобретение, уже повсеместно используемое в нашей стране. Такое основание стало прогрессивным открытием, предоставившим новые возможности в многоэтажном строительстве и возведении нежилых зданий. Со временем подобные конструкции стали повсеместно использоваться и в частной застройке. Закладка СПФ совмещает особенности и преимущества плит и свай. В конструкции около 85% нагрузки принимают сваи, оставшаяся распределяется на фундаментной плите. Это своевременное инновационное решение для сейсмически опасных регионов, неравномерных, неустойчивых или плохо изученных грунтов.

Может обустраиваться как свайно-плитный, так и комбинированный свайно-ростверковый-плитный (КСП) фундамент. Стоимость и схема работы практически одинакова в обоих случаях. Отличие конструкций в том, что в первом случае плита полностью опирается на грунт. При использовании ростверка он не контактирует с почвой, плита изолируется от ростверка. Опоры-сваи могут устанавливаться на основании или по технологии «висячего монтажа». Диаметр свай при жестком монтаже может быть гораздо меньше, чем висячей - во втором случае толстые опоры получают устойчивость за счет плотного заглубления.

Если основание незначительно заглублено в грунт, рекомендуется перед процедурой армирования вводить все необходимые коммуникации. Если используется технология глубокого залегания плиты для обустройства подвала, коммуникации проводятся в заранее заложенные гильзы в боковых стенах.

Преимущества и недостатки свайно-плитных фундаментов

Основное преимущество технологии СПФ - возможность устанавливать самые надежные и прочные фундаменты для сооружений в сейсмоопасных зонах, для конструкций, боящихся вибрационных нагрузок. Это также наилучший вариант так называемого «отложенного решения» - когда грунты, уровень залегания подземных вод и другие характеристики недостаточно изучены. Благодаря специальной технологии не требуется значительного забора грунта, а по окончании работ остается минимальное количество мусора и отходов.

К недостаткам следует отнести стоимость и трудоемкость. По сравнению со свайно-винтовым решением в малоэтажном строительстве такой вариант проигрывает в цене и легкости монтажа. Для установки плиты понадобится использование специальной техники. Необходимо привлечение специалистов к работе или наличие собственных значительных навыков в выполнении подобной работы.

Читайте о всех плюсах и минусах свайных фундаментов в отдельной статье:

Сфера использования СПФ

Свайно-плитный фундамент универсален в географии использования, он успешно применяется как в условиях вечной мерзлоты, так и в южных регионах. Часто это более выгодное решение по сравнению с аналогами - сборными ленточными и .

Целесообразно обращаться к использованию СПФ в случаях:

• Когда строительство ведется на сейсмоопасном участке .
• На проблемных грунтах : при значительной глубине промерзания , на пучинистых грунтах , высоком уровне размещения пластов подземных вод. В этих случаях сваи нередко являются единственным надежным решением, но и они могут использоваться с оглядкой на ограничения. Для массивных сооружений с перспективой дальнейшей достройки этажей необходимо усиление свай, в частности, обвязкой плитным фундаментом.
• В чувствительных к вибрационным нагрузкам строениях - например, для каркасных домов или стен из пенобетона.
• При сооружении пристроек к уже имеющимся строениям.
• При отсутствии точных данных об особенностях грунта , залегании подземных вод и других параметрах. Строительство - не та область, где можно допустить экспериментирование, потому надежный свайно-плитный фундамент желательно использовать всегда, когда присутствуют сомнения.

В перспективе использование свайно-плитных фундаментов будет расширяться, уже сейчас спрос на них растет год от года. Уникальная технология позволяет возводить строения как в мало-, так и в многоэтажном строительстве достаточно быстро и с минимальными отходами.

Монтаж свайно-плитного фундамента

Этот тип основания предполагает использование двух технологий - свайного и плитного фундамента. Подготовительный этап одинаков для всех видов - очистка территории, разметка и планировка конструкции. Требуется уплотнение почвы для установки свай. Решаются вопросы подготовки территории к прокладке коммуникаций, создается дренажная система.

Дальнейшие этапы работы:

1. Выемка грунта.
2. Установка свай.
3. Монтаж плиты.

Разметка фундамента и обустройство котлована

Разметка выполняется по осям свайного поля. Обноски монтируются на расстоянии 1-2 м от углов сделанного котлована. По осям натягиваются шнуры. Для оконтуривания на каждой стороне котлована используется известковый раствор.

Если применяется фундамент с ростверком, выемка грунта не понадобится. При технологии глубокого залегания плиты котлован забирается на глубину 2-2.5 м, с учетом глубины промерзания грунта. Малозаглубленная плита может быть установлена на глубину 0.7-1 м, при низком наземном или подземной ростверке разработка котлована выполняется на глубину 0.5 и 0.7 м соответственно.

Во всех случаях, кроме висячего ростверка, понадобится обустройство щебневой или песочной подушки и утепленный отмосток.

Технология изготовления свайного поля

Чем больше количество опор, тем выше затраты на фундамент. Сваи должны быть под несущими стенами, по углам и в местах примыкания смежных стен. Опоры устанавливаются и под веранды и другие пристройки.

Расстояние между сваями рассчитывает отдельно в каждом конкретном случае, с учетом множества параметров. В качестве усредненного значения принимается минимальный шаг длиной в три диаметра сваи, максимальный - в шесть диаметров. Но это условные величины, нельзя недооценивать важность оптимального расчета количества свай, и лучше доверить эту часть работы профессионалам.

Обустройство свайного поля включает этапы:

• создание отверстий на проектированную глубину;
• опалубка из рубероида, полиэтиленовых или асбестоцементных труб;
• армирование;
• бетонирование с подвижностью П4, уплотнение смеси.

В качестве арматуры выбираются стержни диаметром 8-14 мм переменного сечения. На каждую сваю конструкции устанавливается не менее 4 стержней. Обвязывается каркас хомутами, выполненными из гладкой арматуры. Верхние плиты обвязывающих стержней диаметром 6-8 мм изгибаются перпендикулярно поверхности земли - впоследствии эти концы связываются с сеткой ростверка или плиты.

Дальнейшие этапы можно выполнять после достижения 50%-ной прочности смеси.

Монтаж плиты

Плита изготавливается поэтапно:

1. Стяжка без арматуры слоем до 10 см. Такая подбетонка выравнивает гидроизоляцию и предохраняет её от разрывов.
2. Укладка гидроизоляционной пленки толщиной 0.15 см.
3. По периметру фундамента устанавливается щитовая опалубка с высотой больше проектной отметки на 5-7 см, что позволит удерживать бетонную смесь в процессе трамбовки.
4. Армирование профилем переменного сечения с максимальным квадратом ячейки стороной 30 см. Нижняя сетка арматуры укладывается на полимерную или бетонную прокладку, толщина ее составляет до 4 см. Верхняя часть такой же конфигурации укладывается на хомуты, для связки верхней и нижней сетки по торцам устанавливаются П-образные элементы.
5. Заливка бетоном осуществляется в едином направлении, для выравнивания используется правило. Утрамбовка выполняется вибраторами.

Обзор плитных фундаментов.

В первую неделю после укладки и уплотнения смеси применяются мокрые песочные или опилочные компрессы, возможен полив бетона в жаркое время года. В холодное время используется теплоизолятор или пленка для укрывания.

Ростверк

При использовании свайно-ростверкового фундамента с плитой может использоваться два вида опалубки:

• Несъемная из неплотного пенопласта. Такой материал не давит на ростверк, поскольку при вспучивании грунтов легко сжимается.
• Съемная опалубка применяется только при надземном ростверке, который устанавливается на высоте до 1.2 м от поверхности земли. При наземном или подземном ростверке такой вариант невозможен, поскольку нормальная распалубка не получится.

При использовании несъемной опалубки процесс выполняется аналогично с . Подбетонка в этом случае отсутствует, вместо неё используется пенопласт.

Если применяется съемная опалубка, для фиксации палубы используются стойки, служащие основанием для опоры прогонов и балок. Варан свайно-плитного фундамента с висячим ростверком является самым затратным и к нему прибегают крайне редко.

Стоимость закладки СПФ

Это не самое дешевое решение, но экономически и эксплуатационно оно более выгодно, чем некоторые другие традиционные технологии. Без детальных расчетов ни один специалист не возьмется называть даже приблизительную стоимость будущей конструкции. Для примерного определения стоимости учитывается марка бетона, размеры и материал свай, толщина плиты и другие исходные данные. Нужно учитывать затраты на транспортировку стройматериалов и работу специальной техники.

Без услуг специалистов при возведении СПФ даже в частной застройке обойтись практически невозможно, они понадобятся хотя бы на начальном (проектировочном) этапе.

Чтобы хотя бы примерно сориентироваться по стоимости, можно сложить цены на отдельные части конструкции: усредненная стоимость погонного метра плитного фундамента составляет до 5 тыс. рублей, свайного 3.5-4 тыс. руб (цены указаны на момент публикации — 2017 год).

Нюансы обустройства свайно-плитного фундамента

Для обустройства надежного, качественного и удобного в эксплуатации свайно-плитного фундамента, нужно учитывать некоторые нюансы:

• Уложенная плита становится полом нижнего этажа дома, потому рекомендуется дополнительная гидроизоляционная подушка - ровный уплотненный слой глины между землей и песочно-щебневой подушкой. На песок и щебень укладывают пеноплекс. Благодаря таким мерам снижаются теплопотери и в дальнейшем обеспечивается экономия на обогреве при эксплуатации здания.
• Наполнитель в бетонной смеси должен быть мелких или средних фракций , иначе будет затруднительным качественное уплотнение при невысоком каркасе.
• Заливка смеси осуществляется сразу , нельзя выполнять эту процедуру, растянув на несколько дней. В противном случае образуются швы, которые негативно влияют на прочность конструкции.
• Не рекомендуется использовать обогреватели для скорейшего затвердевания бетона во избежание неоднородности плиты и снижения расчетной прочности.

Свайно-плитный фундамент - достаточно дорогостоящее «удовольствие», но в некоторых случаях только такое решение обеспечит самую высокую прочность и надежность зданию. Этот вариант, в первую очередь, рассчитан на многоэтажное строительство и использование в сейсмоопасных районах и на самых нестабильных или мало изученных грунтах. Уникальное совмещение ранее применявшихся только по отдельности технологий раскрывает более широкие возможности в строительстве, в дальнейшем такой вид основания будет развиваться.

Вконтакте

Винтовые сваи с успехом используются при строительстве зданий на проблемных грунтах (плывуны, пучинистые, глубоко промерзающие и водонаполненные грунты).

В этой статье – технология устройства перекрытия, виды плит для выполнения технологического этапа строительных работ.

Виды и назначения

Перекрытие – конструкция, разделяющая здание по вертикали (обычно перекрытие устраивают над техподпольем и между этажами). Плиты перекрытия воспринимают нагрузки от веса элементов здания, мебели, людей, находящихся в дома, а затем передают эти нагрузки на стены постройки.

Перекрытия принято подразделять по месту их расположения:

• Подпольные (цокольные)– эти конструкции служат для защиты здания от наружной среды (при устройстве дома на винтовых фундаментах), а также для отделения от подвального этажа, цоколя или техподполья.
• Междуэтажные – эти перекрытия устраиваются между этажами здания при строительстве объекта в несколько этажей.
• Чердачные – необходимы при строительстве зданий с мансардами и чердаком, их предназначение состоит в отделении жилых помещений от чердачных.

В этой статье постараемся выяснить, как правильно устроить цокольное перекрытие по свайно-винтовому фундаменту (винтовые сваи).

Монолитная плита перекрытия по винтовым сваям: как устроить правильно

Один из вариантов по устройству перекрытия по свайно-винтовому основанию на винтовых сваях – заливка монолитной плиты.

Подготовительные работы

Перед началом бетонных работ металлические сваи следует укоротить до проектных отметок, заполнить полость труб бетонной смесью. Обрезку свай проводят таким образом, чтобы удалить отверстия, через которые выполнялось завинчивание опорных элементов. При выполнении работ по укорачиванию металлических опор используют шланговый уровень.

Длину свай изначально предусматривают большего размера, с учетом необходимой обрезки.

Устройство опалубки и бетонирование

В полость металлических свай заливают бетонную смесь класса В25 и выше. Завинченные свайные винтовые опоры соединяют между собой сварным каркасом, для которого используют металлический прокат (двутавр или швеллер). Монолитная плита заливается таким образом, чтобы металлический ростверк своей нижней частью составил каркас будущей плиты. Под металлической обвязкой плиты устраивают сплошную опалубку, следя за тем, чтобы в щитах из дерева не было зазоров.

Боковая опалубка возводится на необходимую высоту с учетом предполагаемой толщины будущей плиты перекрытия. Армирование плиты перекрытия цокольного этажа производится двумя слоями специальной арматурной сетки, после чего проводится заливка конструкции бетонной смесью. По верху плиты бетонная смесь тщательно разравнивается.

Уход за бетоном, гидроизоляция и утепление

Бетон набирает прочность за 28 суток, поэтому нагружать плиту в этот период не рекомендуется. В жаркую погоду для ухода за поверхностью бетона следует периодически брызгать залитую конструкцию водой, а также накрыть защитной пленкой.

Опалубку с монолитной плиты перекрытия можно снять уже через 14 дней, когда конструкция наберет до 70% прочности.

Готовую плиту перекрытия следует тщательно обработать гидроизоляционными средствами, используя технологию применения рулонных или обмазочных изоляционных материалов. Самой надежной изоляцией от влаги и возникающего конденсата является проникающая гидроизоляция.

Поверх слоя гидроизоляции следует предусмотреть утепление поверхности монолитной плиты перекрытия.

Перекрытие по винтовым сваям для сруба

Экологический аспект играет далеко не малую роль при выборе материалов для постройки жилого дома или бани на сваях. Если фундамент дома выполняется из винтовых свай, верхняя часть здания очень часто возводится из деревянных материалов. Дерево относится к классическим, экологически чистым, строительным материалам, которые использовались веками для возведения бань, жилых домов и надворных построек. Как правильно устроить перекрытие в срубе на винтовых сваях? Попробуем разобраться с технологией устройства перекрытия в деревянном здании на свайно-винтовых опорах.

Технология возведения перекрытия для сруба на винтовых опорах

После ввинчивания в грунт необходимого количества свай (винтовые), предусмотренных проектом, следует обрезать опоры под один уровень, заполнить их бетонной смесью и укрепить оголовки на каждой винтовой опоре. Укрепление оголовков производится с помощью сварки.

Затем можно приступать к укладке нижнего венца, для которого может быть использован деревянный брус или оцилиндрованное бревно. Запилы для закрепления деревянных деталей выполняются строго над оголовками опорных элементов сваи.

Существует еще один способ, когда винтовые сваи соединяются ростверковым поясом, выполненным из металла. По всему периметру ростверка наваривают металлические штыри, которые при монтаже должны совпасть с высверленными отверстиями в деревянных деталях нижней обвязки здания. В этом случае, очень важно не ослабить опорный венец большим количеством высверленных отверстий. Гидроизоляция между металлическими и деревянными деталями должна быть выполнена очень тщательно. Сами соединительные штыри требуется обработать от коррозии (густо покрываются битумом).

После этого приступают к прокладке лаг из бруса, затем возводят деревянное перекрытие, одновременно являющееся полом.

При длине лаг свыше 3 метров потребуется установка дополнительной опоры, иначе деревянные полы будут провисать и пружинить.

Напольный «пирог» (перекрытие здания на винтовых сваях)

Учитывая, что здание на винтовых сваях имеет снизу незащищенное пространство, свободно продувается ветром, следует правильно устраивать перекрытие нижнего этажа. Для начала укладывается несущий каркас из дерева, который совмещают с настилкой чернового пола из деревянных досок. Посмотрите видео, как правильно сделать перекрытие на винтовых сваях.

Слой пленочной изоляции предохранит первый этаж от выветривания тепла. Затем укладывается основной теплоизолирующий слой, который покрывается рулонными пленочными материалами для изоляции от влаги и пара. Завершением слоеного «пирога» перекрытия, совмещенного с полом, являются доски чистового покрытия.

Для устройства изоляции перекрытия используются следующие материалы:

• Листовой пенопласт – листы материала укладываются по черновому полу. Стоит отметить, что при недостаточной изоляции от влаги и низких температур, пенопласт легко разрушается, распадаясь на мелкие сегменты. В целом листовой пенопласт, как утеплитель, прекрасно справляется с задачей.
• Минеральная вата – утеплитель предлагается к реализации в виде отдельных матов или в рулонах. Минвата бывает шлаковой, стеклянной или каменной – все виды прекрасно подходят для утепления перекрытия зданий на винтовых сваях. Материал следует защитить от воздействия влаги.
• Пеноплекс, пенополистирол – материалы идеально выполняют защиту строительных конструкций от промерзания и повышенной влажности. Утепление перекрытий построек на винтовых сваях пенополистиролом или пеноплексом самый надежный способ из всех имеющихся на сегодняшний день.

При строительстве небольшого частного дома на проблемных основаниях трудность состоит в выборе подходящего типа фундамента. На таких грунтах возможно применение винтовых сваях и такой конструкции, как «плавающая» плита.

Монолитная плита на сваях представляет конструкцию, где элементом соединения (ростверком) является не балка, а сплошная армированная бетонная плита.

К свайно подобным конструкциям можно отнести и столбиковые фундаменты.

О винтовых сваях подробно

Промышленность освоила выпуск винтовых свай двух видов. В одном варианте подобие винтовой резьбы в конце сваи создают путем приваривания листового металла, в другом – сваи отливаются в специальных формах, винт создается как единое целое. Такие винты намного прочнее и практически не имеют эксплуатационных ограничений.

Эти изделия имеют антикоррозионное покрытие, не уступающее покрытиям, применяемым для подводных частей кораблей. Сваи с приваренными винтами в основном используют в частном домостроении.

На изображении 1 показаны такие сваи. Отверстие в верхней части ствола используют для создания рычага вращения. При необходимости ствол можно удлинить путем сваривания с трубой равного диаметра, но обязательно через усиление с внутренней стороны. При этом нижнюю трубу необходимо обрезать ниже отверстия примерно на 20 см. Сварочный шов хорошо зачищают и покрывают защитным слоем.

На изображении 2 показана свая с готовым оголовком для ростверка. Для ее вращения придется создать несложную конструкцию, которую закрепляют болтами на оголовке.

Проходя в плотном грунте, свая его не разрушает, а еще сильнее уплотняет. Это значит, что сопротивляемость грунта внешним нагрузкам за счет сил трения возрастает, что особенно важно для висячих свай, которые не достигают плотного грунта. Такие стержни воспринимают нагрузку от здания только за счет сил трения между стволом и уплотненным грунтом. Желательно, чтобы таких свай не было.

По надежности и долговечности фундаменты на винтовых сваях не уступают другим типам фундаментов, а по некоторым показателям и превосходят многие из них. Вот вполне очевидные :

1. Вворачивая сваи на разную глубину, можно полностью отказаться от выравнивания территории;
2. Близлежащие постройки и подземные коммуникации не являются препятствием для применения;
3. Ручное вворачивание и эксплуатация свай абсолютно безопасны, так как их поверхность не ребристая;
4. Даже самостоятельно установить сваи можно достаточно быстро;
5. В соответствии с требованием ГОСТ 25100-95 нагрузка на одну сваю должна быть не менее 4 т(не путать с допускаемой нагрузкой на основание). Обычно же она равна примерно 5 т;
6. можно выполнять в любое время года и в любые грунты (кроме скальных оснований).

Вернуться к оглавлению

Особенности свайно подобного фундамента

Для домов из дерева или пеноблока (если вес строения небольшой) применяют сваи диаметром 108 мм, для более тяжелых строений – сваи диаметром 133 мм. Диаметр винтовой лопасти в 1,25 раз больше. Несущая способность составляет в среднем 6,5 т (для d=108 мм) и 9,5 т (для d=133 мм). Эти нагрузки соответствуют глубине вворачивания в тугопластичные грунты на глубину 1,7-1,8 м. Такими грунтами могут быть глины и суглинки.

Сваи можно подобрать практически для любой глубины. Вот существующие в см: 165, 180, 200, 250, 300 и далее через 50 см до 11 м. Вворачивание производят по часовой стрелке до упора (или до деформации отверстия для рычага).

Чтобы заранее определиться с длиной, целесообразно выполнить контрольное бурение в нескольких местах вблизи периметра фундамента и для исключения висячих свай, возможно, придется приобретать их разной длины. В любом случае глубина вворачивания должна превышать глубину промерзания грунта примерно на 20 см.

Количество опор определяют по и весу сооружения (при этом нагрузка от опор, как фундаментная, не учитывается). Проверяют выполнение условия, при котором выдерживает нагрузку от сооружения.

Для забивных свайно подобных конструкций это условие определяется неравенством

Q ≤ Q u , (1),

где Q – нагрузка от всего сооружения, передаваемая на грунт сваями (кг); ростверк обязательно учитывается как фундаментная нагрузка;
Q u – противодействующая сила основания (кг).

Для определения Q u необходимо знать несущую способность основания (грунта) и площадь поперечного сечения опоры. Например, плотная сухая глина имеет несущую способность [σ]=6 кг/см 2 . Такая же глина, но влажная имеет [σ]=4 кг/см 2 . Такой же грунт, но средней плотности имеет [σ]=2,5 кг/см 2 (сухой) и [σ]=1 кг/см 2 (влажный). Для того чтобы понять о чем идет речь, сделаем расчет.

Пусть поперечное сечение забивной сваи равно S св =20×20=400 см 2 . Тогда нагрузка, которую выдержит грунт (плотная сухая глина) под сваей будет равна

Q u =[σ]· S св =6·400=2400 кг=2,4 т.

Если вес строения Q=50 т, то, предполагая, что он будет распределен равномерно, потребуется 21 опора. В отличие от ленточного свайный фундамент не всегда передает нагрузку на основание равномерно.

Намного сложнее учесть несущую способность грунта для винтовой сваи, так как для нее необходимо учитывать и сопротивление сил трения [τ].

Вернуться к оглавлению

Устройство свайного фундамента

Отдельная свая (только не винтовая) может быть . Множество свай под сооружением необходимо объединять либо балками, либо сплошной плитой. Такие объединяющие элементы называют ростверком. Его расположение относительно грунта дано на изображении 3.

Ростверк можно разместить в грунте, на грунте (низкое размещение) или на некоторой высоте над грунтом (высокое размещение). При низком размещении необходимо вначале распланировать территории, а для размещения оголовка в грунте, еще и вырыть соответствующей глубины траншею. Для высокого размещения достаточно только удалить верхний плодородный слой, а горизонтальную плоскость определять относительно самой высокой точки на строительной площадке.

После вворачивания всех свай их обрезают на заданной высоте с использованием шлангового уровня, и внутрь ствола заливают бетон класса не ниже В25. Обрезать необходимо так, чтобы были удалены отверстия, через которые происходило их вворачивание. Выполнение этого условия необходимо предусмотреть еще при расчете требуемой длины свай с учетом глубины их вворачивания.

Если свая уже имеет готовый оголовок, как на изображении 2, то выставить уровень придется в два приема. Это обусловлено тем, что вращать сваю по часовой стрелке (извлекать) для регулировки высоты ни в коем случае нельзя. Поэтому вначале требуемый уровень немного завышают, а уже потом, определив самую низкую сваю, вращая только по часовой стрелке, по уровню выставляют все остальные. После этого заливают бетоном. В сваи закладывают арматуру для связи с ростверком.

Если ростверк изготавливают в виде балок, то их можно применять при любом размещении винтовых свай. Балки могут быть деревянными, металлическими или монолитными железобетонными. Балки устанавливают по периметру и по сваям, ввернутым под несущие внутренние перегородки. Их армирование необходимо усиливать: в нижней части балок между сваями и в верхней части, над сваями. Ростверк-плита подойдет и для высоко размещенных свай. Такая плита может быть размешена и на уровне грунта. В этом варианте балки будут своеобразными опалубками для заливки плиты.

На просадочных грунтах самым эффективным является свайно-плитный фундамент либо плитный ростверк по оголовкам буронабивных или винтовых свай. Отличие этих конструкций заключается в полном опирании плиты на грунт для передачи части нагрузок. Ростверк с землей не контактирует, необходим исключительно для обеспечения пространственной жесткости фундамента и опирания мелкоформатных стеновых материалов (кирпич, блоки).

Комбинированный фундамент всегда дороже отдельных оснований, включенных в его конструкцию, поэтому его закладывают в проект в следующих случаях:

• плитный ростверк необходим, чтобы собрать неравномерно распределенные нагрузки (например, в здании много тяжелых перегородок);
• заглубленная плита, являющаяся полом по грунту подземного этажа, опирается на просадочные грунты (здание осядет после возведения стен);
• на оголовки буронабивных/винтовых свай невозможно опереть стены из мелкоформатных материалов (кирпичная, блочная кладка).

Другими словами, в рассматривается проектирование плитных ростверков по оголовкам свай для самых тяжелых геологических условий участка, когда даже плавающая плита, обладающая высокой несущей способностью, может уйти под землю после строительства на ней коробки коттеджа.

Расчет и изыскания

В указано, что при геологических изысканиях для комбинированных оснований глубина разведочного шурфа/скважины должна быть на 5 – 10 м ниже подошвы сваи при нагрузках до 3 МН, свыше этого значения, соответственно. Если пятно застройки больше 10 х 10 м, глубина разведочных шурфов увеличивается до 15 м от подошвы сваи. Техногенные почвы, рыхлые, органические, насыпные пласты должны быть пройдены насквозь до уровней с достаточной несущей способностью. Достаточность несущей способности пласта выясняется с помощью расчётов.

Плитный ростверк по сваям передает сборные нагрузки здания на пласты с гарантированной несущей способностью. Поэтому сваи не могут погружаться «чуть ниже отметки промерзания», а погружаются именно до несущего пласта, в этом вся суть свай. В упомянутых выше нормативах СП принято обозначение свайно-плитного фундамента, как КСП (комбинация свая-плита). Погрешность в расчетах допускается лишь в сторону увеличения запаса прочности. Допускается постоянный и переменный шаг свайного поля, монолитный и сборный ростверк.

Индивидуальному застройщику необходимо учесть:

• строение, плита, свайное поле и грунты это единая конструктивная система;
• расчет изгиба, внутренних усилий, просадок и подвижек производится исключительно в специализированных программах методом подбора минимально возможных параметров (толщина плиты, количество и диаметр арматуры, диаметр сваи, глубина погружения) для сокращения бюджета строительства.

Самостоятельные вычисления в данном случае практически невозможны. На точность расчетов влияют даже такие факторы, как конфигурация стен, конструкция котлована, плотность застройки поселка, очередность сооружения стен, перекрытий, кровли. Поэтому расчет следует доверить специалистам.

Свободным сопряжением ростверка является заделка сваи на 5 – 10 см в монолитную плиту или опирание ж/б конструкций на оголовки. Жестким сопряжением является заделка на длину анкеровки, этот метод используется в случаях:

• наличия выдергивающих нагрузок;
• применения составных, наклонных свай;
• присутствия смещающих горизонтальных нагрузок;
• на торфяных, текучих глинистых, рыхло-песчаных грунтах.

При жесткой заделке необходим расчет на продавливание, может применяться уширение оголовка.

Разметка и коммуникации

Для комбинированных фундаментов КСП разметку производят по осям свайного поля с учетом габаритов котлована:

• монтаж обносок – на расстоянии 1 – 2 м от углов котлована, натяжение шнуров по осям стен;
• оконтуривание периметра – черта для каждой стороны котлована мелом, известковым раствором на грунте.

На этапе выемки грунта возможны варианты:

• если в проект заложен висячий ростверк, в котловане нет необходимости;
• для плиты глубокого залегания глубина котлована составляет 2 – 2,5 м в зависимости от отметки промерзания в регионе;
• для малозаглубленной плиты грунт вынимают на 0,7 – 1 м;
• если планируется низкий ростверк (наземный, подземный), глубина разработки составляет 0,5 – 0,7 м, соответственно.

В трех последних вариантах фундаментная подушка из нерудного материала (щебень при высоком УГВ, песок при низком УГВ) в комплексе с утепленной отмосткой является обязательным условием. В противном случае при вспучивании промерзшего грунта плиту оторвет от свай.

Для малозаглубленных и незаглубленных оснований актуален ввод коммуникаций перед армированием и укладкой бетона в опалубку. В подвальные помещения, для которых выбирается плита глубокого залегания, инженерные системы подводятся через боковые стены, в предварительно заложенные гильзы.

«Висячая» плита на винтовых сваях.

Толщина подстилающего слоя составляет 30 – 80 см по различным нормативам. Индивидуальному застройщику следует ориентироваться на геологические условия в пятне застройки. Например, на пылеватых песках, подрабатываемых грунтах имеет смысл выбрать максимальный слой. На крупных песках в засыпке нет необходимости. Каждый 20 см слой уплотняется виброплитой, независимо от того щебень это или песок.

Для плиты монолитных конструкций необходима подошвенная гидроизоляция, поэтому поверх подстилающего слоя укладывается двухслойный ковер из Технониколя, Бикроста или 0,15 мм полиэтиленовая пленка. Чтобы герметизировать узлы прилегания свай и плиты пленку укладывают после заливки вертикальных столбов.

Изготовление свайного поля

Для позиционирования бурильного инструмента на дне котлована со шнуров, закрепленных на обносках по осям стен, отвесом переносится центр сваи. Ручным инструментом или мотобуром большинства производителей возможно изготовить в земле отверстия максимум 40 см в диаметре. Некоторые фирмы выпускают 50 см оснастку, которая предпочтительнее для буронабивных свай в просадочных грунтах. Технология изготовления буровых свай под плитный ростверк имеет вид:

• бурение скважин на глубину несущего пласта по проекту;
• монтаж опалубки – цилиндр из куска рубероида, полиэтиленовая или асбоцементная труба соответствующего диаметра;
• армирование – каркасы изготавливаются из вертикальных стержней 8 – 14 мм переменного сечения (минимальное количество стержней по нормам равно 4 шт на одну сваю), обвязанных кольцевыми или квадратными хомутами из 6 – 8 мм гладкой арматуры, верхние концы изгибаются под прямым углом, чтобы позже их можно было связать с сеткой плиты, ростверка;
• бетонирование – рекомендуется бетон подвижности П4, укладываемый в опалубку через воронку, уплотнение смеси глубинным вибратором.

После набора бетоном прочности 50% минимум можно приступать к следующему этапу.

Изготовление монолитной армированной плиты по оголовкам свай производится по технологии:

• подбетонка – стяжка 5 – 10 см из тощего бетона без арматуры, служащая для выравнивания и предохранения разрывов гидроизоляционного ковра;
• гидроизоляция – полиэтиленовая пленка 0,15 мм, мембрана или два слоя Технониколь, Бикрост, гидростеклоизола с нахлестом листов 10 см, герметизацией стыков;
• опалубка по периметру из щитов, высота которых на 5 – 7 см больше проектной отметки (необходимо для предотвращения расплескивания смеси во время виброуплотнения, выравнивания правилом);
• армирование – нижняя сетка из арматуры периодического профиля 8 – 14 мм с ячейкой 30 х 30 см максимум, уложенная на прокладки (полимерный материал, бетон) толщиной 1,5 – 4 см, верхняя сетка аналогичной конструкции, установленная на специальные хомуты (пауки), П-образные элементы по торцам плиты для связки двух сеток;
• заливка – укладка смеси в одном направлении с выравниванием правилом и уплотнением вибраторами (глубинные, реечные);
• уход за бетоном – полив в первые семь дней или мокрый компресс из песка, опилок с периодическим увлажнением в жару, укрывание пленкой, теплоизолятором в холод.

Подбетонка изготавливается из бетона В7,5, который гораздо дешевле марки B12,5 – В25, применяемой для самой плиты. Укладка полиэтиленовой пленки поверх щебня гарантирует множественные проколы камнями, подбетонка этот слой защитит от повреждений.

Нижний армопояс можно укладывать на 2 – 3 см прокладки, что позволит снизить толщину плиты до 15 см (обязателен расчет) без нарушений минимально возможного расстояния в свету между поясами армирования 10 см.

Ростверк по сваям

В отличие от монолитной плиты, ростверк не должен иметь опирания на грунт, чтобы силы пучения не оторвали его от свай в момент эксплуатации. Поэтому используется несколько технологий для обеспечения демпферного пространства:

• несъемная опалубка из пенопласта низкой плотности – материал сжимается почвой при вспучивании, не оказывая давления на бетонный ростверк;
• съемная щитовая палуба – вариант возможен только для висячего ростверка высотой 1 – 1,2 м от земли для нормальной распалубки после набора прочности бетоном.

В первом случае технология полностью аналогична с бетонированием плиты. Оголовки свай вмуровываются на 5 – 10 см, укладываются две арматурных сетки. Вместо подбетонки используется пенопласт.

В последнем случае ростверк находится гораздо выше поверхности земли, палуба фиксируется в пространстве стойками, на которые опираются балки, прогоны. Это самый затратный вариант монолитного ростверка, использующийся очень редко.

Таким образом, рассмотрены все возможные варианты комбинированного фундамента, в конструкцию которого входят сваи и плита (заглубленная или висячая). Ввиду сложного проектирования специалисты рекомендуют поручать расчеты строительным компаниям, обладающим штатом сотрудников с необходимой квалификацией.