Использование свай в устройстве фундамента нередко обуславливается стремлением к оптимизации проектного решения и общей экономии. Действительно, реализация этой технологии сооружения основы дома требует меньше финансовых и трудовых ресурсов, чем в случаях с традиционными методами строительства. Тем не менее, при условии грамотной установки фундамента из свай можно получить вполне надежную платформу для основной конструкции здания. Более того, определенные характеристики грунта в принципе допускают только такой метод сооружения фундамента – например, в условиях мерзлой почвы.
Классификации фундамента на несущих сваях
Существует несколько признаков, по которым разделяют фундаменты данного типа. Базовой считается классификация по сваям:
- Забивные. В качестве материала для основы стержня может использоваться бетон, металл и даже древесина – в зависимости от требований к нагрузке. Свая вбивается в грунт на необходимую глубину с помощью специальной техники. Как правило, для устройства фундамента на забивных сваях используют погружатели, молоты и вибровдавливатели.
- Забивные сваи-оболочки. Модификация предыдущего стержня, отличием которой является железобетонная прослойка, создающая возможность удаления излишков почвы. Свободная ниша после установки заполняется бетоном.
- Винтовые сваи. Такие стержни имеют режущие лопасти той или иной конфигурации. Для фундамента на винтовых сваях изначально разрабатываются скважины, в которые затем и закручиваются стальные стержни. Особенностью этого способа можно назвать возможность ручной установки свай, но только если речь идет о небольших объемах строительства с применением мелкоформатных стержней.
- Набивные сваи. Для установки таких элементов предварительно обжимается грунт, а затем в скважины заливается бетон. Заглубление производится посредством кабестана.
В дополнение к сваям часто используют опоры. Это несущие элементы из металла или железобетона, которые отличаются формой и конструкционным исполнением – прямоугольные и квадратные, полые и монолитные, тавровые и двутавровые. Различают фундаменты и по способу армирования несущей системы. Например, может создаваться цельная опорная или составная конструкция. Сложные монолитные платформы армируются металлическими и стеклопластиковыми прутьями, если предполагаются большие нагрузки на сваи.
Конфигурации исполнения фундамента
В зависимости от степени тяжести объекта, количества опорных элементов и архитектурной планировки здания, применяется определенная конструкция основы под постройку. Различают следующие варианты ее конфигураций:
- Ленточный фундамент на сваях – используется при капитальном строительстве домов большой площади. По сути, комбинированный вариант, в котором используется монтаж бетонных опор по периметру здания. Сваи выступают несущей основой, а песчано-цементная лента выполняет функцию базы для ростверка.
- Одиночная фундаментная основа – предполагает передачу нагрузки от элемента небольшой площади на основу. Реализуется точечная опорная конструкция по принципу несущих колонн.
- Кустовой фундамент – обеспечивает прием нагрузки через несколько опорных элементов, которые сосредотачиваются на ростверке под одной из конструкционных частей объекта.
- Монолитный фундамент – не относится к традиционной плитной основе, но имеет с ней общие черты в том смысле, что создается системное размещение опорных элементов с минимальным сохранением пустот.
Есть и различия по уровню исполнения несущих опор. Например, низкий фундамент размещается прямо над почвенной поверхностью, не позволяя перекладывать нагрузку на грунт. Эта система предполагает использование мелкоформатных стержней, образующих монолитную несущую базу. Для повышенной платформы применяются более основательные элементы опор. Это может быть фундамент на ЖБ-сваях, в котором и ростверк тесно сопрягается с несущей конструкцией. Может включаться и система дополнительного армирования балками, связывающими стержни между собой.
Выбор материалов
Основным материалом будут сваи. Определяется наиболее подходящий тип стержней, а также дополнительные параметры выбора. Главная характеристика свай с точки зрения несущей способности – диаметр. Он определит, какой вес сооружения в принципе сможет удерживать фундамент. На рынке доступны модели толщиной от 50 до 220 мм. Если речь идет о постройке небольшого дома, то минимальным диаметром будет 100 мм, а если планируется строить коттедж большой площади – тогда лучше ориентироваться на стержни толщиной не менее 200 мм.
В выборе винтовых свай под фундамент важно правильно определить и подходящий тип наконечника. Он может быть литым или сварным. Литые наконечники (особенно с оцинкованной поверхностью) это оптимальное решение для частного дома. Сварные стержни скорее подойдут для создания несущей базы под хозяйственные постройки, бани и массивные инженерные конструкции.
Не в каждом случае, но при устройстве фундамента на винтовых сваях может потребоваться и заливка бетоном. Он используется и на этапе создания ростверка, и при укреплении скважин. Для таких целей лучше применять заводской бетон марок B15, B20 или B25. Своими руками можно также изготовить раствор B15. Для опалубочных конструкций и вспомогательных сооружений потребуются деревянные бруски, инструменты для разметки и сопутствующие монтажные приспособления.
Подготовка площадки к сооружению фундамента
Выполняется разметка территории по ранее подготовленным расчетам конструкции фундамента. К этому моменту должна быть известна конфигурация основы, точки размещения свай, параметры скважин и техника армирования. Рабочая площадка расчищается, на ней удаляется слой растительности, камни и всевозможный мусор. Если планируется устраивать фундамент из свай с элементами ленточной опалубки, то по линиям прокладки конструкции следует выполнить траншейные углубления до 10-15 см. На этом же этапе монтируются опалубочные контуры для последующей заливки бетоном. Чтобы не возникало проблем с заездом техники, следует также обеспечить дорожные пути к непосредственному месту проведения работ.
Установка свай для фундамента
Простейший способ заглубления несущего стержня – посредством ручного бура. Для реализации этого метода не потребуется специальная техника, но как минимум нужен будет напарник. Используется бур диаметром 300 мм с регулируемой штангой для скважин глубиной порядка 5 м. Если речь идет о диаметрах 500-600 мм, то придется вооружиться электрической модификацией бура. Без особых усилий таким инструментом можно обеспечить ниши глубиной до 4 м. Более сложные задачи бурения придется выполнять с помощью спецтехники.
Перед погружением свай следует выполнить изоляцию скважины рубероидом. Для этого изготавливаются обсадные трубы. В несколько слоев труба обворачивается рубероидом, после чего обвязывается проволокой. Непосредственный монтаж свай для фундамента также производится или вручную, или с применением подъемной спецтехники. Важно, чтобы диаметр скважины был немного больше толщины стержня. Расширение отверстия в грунте требуется для последующего усиления бетоном и армирования конструкции. Например, можно выполнить арматурный каркас на основе трех вертикальных прутьев толщиной 4-6 мм. Они скрепляются поперечинами и погружаются с обхватом сваи.
Монтаж ростверка
Наиболее ответственная конструкционная часть фундамента, которая отвечает за сцепку основы дома и несущих свайных элементов. Ростверк выполняется или как монолитная бетонная платформа, или на основе сборных элементов – например, железобетонных плит с балочной системой скрепления. В обоих случаях работы начинаются с соединения оголовков свай перемычками и балками. Производится формирование несущего каркаса, на базе которого можно будет выполнять верхнюю часть ростверка.
Если планируется создавать фундамент из свай с монолитным ростверком, то на подготовленной армированной основе следует выполнить опалубку по всей площади. Высота заливки составит примерно 300 мм. Площадка бетонируется с закладкой сварными пластинами или толстыми металлическими стержнями диаметром 10-12 мм.
В случае монтажа сборного ростверка главное внимание следует уделять фиксации железобетонных плит к свайному каркасу. Обычно для этого на оголовке свай монтируется (сваркой или винтовым способом) арматурный прут, который позволит создать замок для укладки сборной балки. В балочной системе будут заложены плиты толщиной 200-300 мм. По завершении монтажных операций конструкция отделывается бетоном – раствором заполняются швы и стыки.
Плюсы технологии
В результате получается достаточно надежный фундамент, который обладает как плюсами, так и минусами. Среди преимуществ можно выделить следующие моменты:
- Минимизация земляных работ позволяет сэкономить и на организационных, и на финансовых ресурсах.
- Можно обойтись без вырубки деревьев, что позволяет сохранить первозданный ландшафт территории.
- Допускается строительство домов на сложных ландшафтах и грунтах, где невозможно применение других типов фундаментов. Например, это касается склонов, обводненных и торфяных грунтов.
- Облегчается пристройка вспомогательных зданий к возведенному дому.
- Высокая несущая способность. На фоне типовых ленточных и монолитных фундаментов конструкция на металлических сваях может показаться недостаточно прочной. Но это касается лишь оценки стойкости к статическим нагрузкам, которые и без того предполагают минимальные риски для сооружения. Но сопротивление опасным динамическим нагрузкам в данном случае гораздо выше.
- Строения на фундаментах из свай практически не дают усадки, что исключает необходимость «выстаивания» объекта после строительства.
- Устройство основы дома возможно в любое время года. Разве что промерзший грунт зимой может затруднить рабочий процесс, но в принципе он его не исключает.
- Высокая скорость закладки фундамента. Монтажные мероприятия производятся за несколько дней.
Минусы технологии
Свайный метод устройства фундамента довольно привлекателен со многих точек зрения, но он далеко не безупречен. Об этом свидетельствуют его недостатки:
- При строительстве больших частных домов и коттеджей не обойтись без применения спецтехники, которая, к слову, не всегда необходима при сооружении столбчатых и ленточных основ.
- Забивка и в принципе разработка скважин на глубину в несколько метров негативно влияет на близлежащие постройки. Особенно использование спецтехники может дать ощутимые вибрации с продольными колебаниями в грунте.
- Расположение свай под фундаментом исключает возможность строительства подвальных помещений и других подземных объектов.
- После нескольких лет эксплуатации может потребоваться замена свай, подвергшихся коррозии или другим факторам разрушения.
Отзывы специалистов о технологии
Распространение технологии устройства свайных несущих фундаментов специалисты связывают с универсальностью технологии. На этапах проектирования небольших домов она получает допуски в большинстве случаев даже в сложных условиях будущего строительства.
Эксперты высоко оценивают и перспективы технологии, сравнивая ее популярность с ростом продаж на рынке пластиковых окон. Практичность, доступная цена и минимальные трудовые ресурсы – то, чем славятся дома на сваях под фундаментной основой. Но надежны ли подобные объекты в процессе эксплуатации? По мнению многих специалистов, сама по себе технология при надлежащей реализации профессионалами действительно позволяет строить долговечные и устойчивые фундаменты. Другое дело, что сам рынок свайных стержней пока еще содержит немалую долю продукции низкого качества. Те же винтовые сваи часто выполняются из сплавов, выполненных кустарным способом. И это не говоря о необходимой внешней защите металлических поверхностей покрытиями, которые должны предохранять стержни в земле на многие годы.
Заключение
Столкнувшись с определенными негативными нюансами сооружения дома на сваях, вероятно, многие откажутся от этого метода в пользу более традиционных технологий строительства фундамента. Например, с точки зрения эксплуатационной ценности, его могут заменить тоже популярные ленточные и столбчатые основы в разных вариациях. Чем же у них выигрывает фундамент дома на винтовых сваях, если не брать в расчет преимущества на этапе сооружения? Выигрышных сторон действительно будет немного. Это, в частности, возможность реконструкции несущей базы и более эффективная напольная теплоизоляция. Но, с другой стороны, важно иметь в виду негативное воздействие на свайную конструкцию в условиях грунтовых подвижек и необходимость обустройства цоколя, без которого процесс содержания дома будет значительно усложнен.
