Железобетонный свайный фундамент: на что обратить внимание при устройстве

Сайт о бетоне: строительство, характеристики, проектирование. Соединяем опыт профессионалов и частных мастеров в одном месте

Железобетонные сваи — способ устройства прочной основы под здание

Технология строительства зданий на свайном основании находит всё большее применение, позволяя возводить многоэтажные дома и сложные промышленные сооружения на весьма нестабильных грунтах. Железобетонный свайный фундамент — это прочное, проверенное годами инженерное решение.

С разработкой конструкционного состава напряженного бетона, ЖБ (железобетонные) сваи стали оптимальным вариантом для создания основ под здания в самых сложных и стесненных условиях. В статье мы рассмотрим различные виды свай, и опишем, как устроить бетонный свайный фундамент.

Железобетонные сваи

Конструктивное строение, материалы, используемые при изготовлении свай и их размеры, регламентируются ГОСТом 19804 — 2012. При строительстве используют сваи различной длины от 3 до 11 метров.

Различают несколько типов стержней по сечению:

Дополнительно в маркировке стержней могут присутствовать маленькие (не заглавные) буквы:

• «н» — обозначающая наличие наконечника;
• «б» — стыковка составляющих частей болтами;
• «св» — сварной тип стыковки;
• «с» — стаканный способ соединения.

Символы маркировки на верхнем торце свай

Важно! Тип стержня, его размеры подбираются в зависимости от типа почвы, глубины нахождения прочного грунта и места установки сваи относительно частей здания.

Материалы производства

Для того, чтобы свайный железобетонный фундамент здания отвечал требованиям повышенной нагрузки, предъявляемым к нему, стержни должны изготавливаться строго в соответствии с технологией, из материалов достаточной прочности и соответствующих эксплуатационных свойств. Основные составляющие свай — это бетон и металлические пруты армирования.

Марка бетонного раствора

Согласно ГОСТу 26633, стержни железобетонных свай изготавливают из тяжелого или мелкозернистого раствора. Класс прочности на сжатие прописывается в проектной документации конкретного объекта строительства, но при этом не должен быть ниже В15.

Если фундамент закладывается в условиях скальных или крупнообломочных грунтов, марка бетона для свайного фундамента по прочности не должна быть менее В 25. Данный показатель неизменен в зависимости от длины стержня.

На заметку! Морозостойкость и водонепроницаемость бетона прописывается в рабочей документации конкретного проекта, и зависит от типа ответственности строения, климатических условий региона закладки и особенностей грунта.

Щебень, в качестве крупного заполнителя бетонного раствора, должен соответствовать ГОСТу 8267 и быть естественной природы:

• для цельных стержней размером зерна не более 40 мм;
• для оболочек или пустотелых свай — не более 20 мм.

В производстве железобетонных свай используется бетон марки не ниже В 15

Армирование

Для усиления конструкции свай используются стальные стержни различных типов:

Для укрепления бетонных свай используется стальная арматура

Советы

Сваи выпускаются крупными заводами или производственными цехами при строительных фирмах. Как правило, продукция первых имеет более низку стоимость, но заводы предпочитают сотрудничать с оптовыми покупателями.

Если нужно ограниченное количество опор, лучше обратиться в цех при авторитетной строительной фирме. Как правило, здесь можно заказать сваи хоть поштучно, однако их стоимость будет более высокой. Это обусловлено тем, что небольшие компании не могут наращивать мощь, поэтому увеличивают собственные доходы за счет повышения прайса.

Выбирать сваи лучше отечественного производства, поскольку они изготавливаются с соблюдением требований ГОСТа.

Обычно цена сваи зависит от ее длины и размеров сечения, а также марочной прочности используемого бетона. Наименьшей стоимостью обладают трехметровые конструкции с квадратным сечением, сторона которого – 30 см.

Как правило, чем больше партия покупаемых ЖБИ, тем ниже стоимость одной единицы товара. При оформлении самовывоза также в большинстве случаев предусматривается скидка.

Подробнее о железобетонных сваях вы узнаете из следующего видео.

Фундамент на сваях

Фундамент свайный бетонный является одним из самых прочных оснований под строительство. Данный тип конструкции применяется на сложных грунтах, когда устройство другого, менее затратного основания, либо невозможно по климатическим показателям, либо не даст требуемой прочности из-за нестабильности почвы.

Для облегчения ввода в грунт, стержни обычно имеют заостренный наконечник. Стоит сразу отметить, что закладка фундамента на забивных железобетонных сваях своими руками, без применения специальной строительной техники, невозможна.

Важно! Для того, чтобы свайный фундамент из бетона имел требуемую проектом прочность, нижняя часть стержня должна иметь опору в твердом грунте. В противном случае, при пучении почвы, основание не сможет выдержать вертикальное давление здания.

При правильном расчете, свайный фундамент является наиболее прочной основой под капитальное строительство

Достоинства свайного основания

Прежде чем описать сложности устройства основания здания на сваях, рассмотрим почему строители выбирают данный фундамент:

• Универсальность. Такой фундамент может быть устроен на любом типе грунта в любую погоду. Различие стержней и их размеров позволяет оптимизировать материальные затраты на материалы. При этом основание обладает максимальной прочностью, при минимальном вмешательстве в окружающую среду.
• Высокие эксплуатационные показатели. Если расчет произведен верно, то данный тип фундамента выдерживает значительные физические нагрузки даже на очень нестабильных грунтах.
• Низкие затраты на рабочую силу. Устройство свай не требует наличия на стройплощадке большого количества рабочих. Все операции производятся техникой.
• Экономия в части сметной стоимости. При устройстве свайного основания нет необходимости проведения работ по выемке грунта и прокладке системы дренажа на участке. Цена свайного основания ниже, чем стоимость устройства монолитной плиты или заглубленной ленты.

Работы по устройству свайного фундамента могут производится в любой грунт в любое время года

Некоторые недостатки основы

Безусловно, как и любая технология, данный способ устройства основания под дом имеет некоторые ограничения и недостатки.

1. Основной проблемой является необходимость проведения точных расчетов. Даже небольшая ошибка может сказаться на эксплуатационных качествах строения.
2. Если сваи не достигнут уровня плотного грунта, при усадке здание может повести.
3. Перед началом работ следует провести анализ почвы, для чего потребуется обратиться к специалистам.
4. Если планируется устройство цокольного этажа или подвала, устройство свайного фундамента станет довольно затратным.

Важно! Закупать сваи следует только у проверенных поставщиков. Определить визуально их несоответствие ГОСТам очень трудно.

Ограничения в применении свайного основания

Процесс сбора данных менстности

У такого типа фундаментов есть и недостатки, вернее ограничения, которые препятствуют их применению.

Железобетонные основания не стоит применять в горизонтально неустойчивых грунтах, потому как здание не будет устойчивым к опрокидыванию.

При возведении такого фундамента возникают проблемы с цоколем.

Приходится заполнять пространство между сваями, как в столбчатом основании.

Это требует дополнительных затрат средств.

На видео продемонстрирована забивка жб свай ИЖ-3-38-С1 (С2) С-08 безопалубочного формования

Способы расположения свай

Основание под дом на забивных железобетонных сваях может быть устроено несколькими способами:

• Свайное поле: стержни располагают на одинаковом расстоянии по всей площади фундамента.

На свайном поле все стержни расположены на равном расстоянии друг от друга

• Рядами: сваи забиваются по линии наружных и несущих внутренних стен, и связываются между собой ростверком.

Для легких строений сваи забивают по периметру здания

• Одиночное устройство: несвязанные стержни, которые забиваются под отдельные элементы строения.

Одиночные сваи могут забиваться под легкие дополнительные постройки типа террас, или для установки капитальных заборов

Расчёт

Как и в ситуации с любым фундаментом, перед закладкой свайного основания следует провести тщательные расчеты. Если вы не уверены в собственных знаниях, то лучше доверить данные вычисления профессионалам.

Для начала необходимо выяснить массу будущего строения. Как правило, данная величина прописывается в проектной документации. Но если чертеж дома производился самостоятельно, то узнать массу дома можно следующим способом.

Необходимо вычислить объемы планируемых к использованию строительных материалов:

• бетонные изделия,
• кирпич или другие блоки,
• древесина,
• цементный раствор,
• кровельное покрытие и т.д.

После этого, необходимо умножить полученные объемы на удельный вес каждого материала. Это значение можно легко найти в строительных справочниках или в сети Интернет. Все показатели складываются, и к полученному значению добавляется 15% — теоретическое значение массы отделочных материалов, элементов будущей обстановки и бытовых приборов.

Далее, определяется тип грунта в зоне заложения и несущая способность фундамента. Эти показатели берутся из сводных таблиц, пример на фото ниже:

Сводная таблица расчетного сопротивления на боковую поверхность забивных свай

Сведя воедино все три параметра, рассчитывается количество и тип свай, а также способ их расположения.

Важно! Ошибка, допущенная на этапе расчета, может самым неприятным способом, отразиться на будущем здании. Неравномерная усадка строения приведет к разрушению.

Из чего изготавливают

Железобетонные сваи — популярный элемент в современном строительстве, который дает возможность выполнить множество задач и добиться желаемых характеристик конструкций.

ЖБ сваи представляют собой каркас, выполненный из арматуры, залитый бетонным раствором. Такая комбинация материалов обеспечивает прочность изделиям. При наличии арматурного каркаса бетонные сваи лучше переносят воздействие нагрузок. Надежность ЖБИ зависит от марки цемента. Этот фактор определяет еще и показатель морозоустойчивости, влагостойкость.

Когда планируется строить небольшой объект, допустимо использовать цемент с низкой марочной прочностью — М100. ЖБИ характеризуются наиболее простыми свойствами: морозоустойчивость — 50, способность выдерживать давление водяного столба — 2 МПа. Преимущества раствора, приготовленного из цемента марочной прочностью М100: существенная скорость застывания, устойчивость к усадке грунта.

Чаще применяют материалы, обеспечивающие более высокую надежность конструкции. Например, М200-М500, морозоустойчивость изделий повышается до 150. Показатель влагостойкости составляет 6 и более.

Прочность ЖБИ позволяет обустраивать фундамент на существенной глубине. Благодаря этому свойству появляется возможность строить дома на подвижных, глинистых, пучинистых, заболоченных, слабых грунтах.

Расчет столбчатого фундамента

Разметка

Места установки свай определяются при помощи специального прибора — теодолита. Далеко не все частные подрядчики имеют его в своем арсенале. Кроме того, пользование данным инструментом предполагает наличие определенных знаний у инженера.

Разметку свайного фундамента лучше доверить профессионалам

Если вы планируете самостоятельную разметку поля при помощи подручных средств, то можно посоветовать придерживаться определенных условий.

Инструкция по самостоятельной разметке:

1. Необходимо расчистить поле предполагаемой закладки фундамента. Площадь расчистки должна несколько превышать параметры будущего здания.
2. За точку отсчета берется один из углов здания. Относительно этой точки выстраивается правильный квадрат или прямоугольник. Чтобы не допустить перекосов, используйте при вычислениях теорему Пифагора: сумма квадратов значений сопряженных сторон здания должна быть равна квадрату диагонали, соединяющей противоположные углы.

Важно! Две диагонали, соединяющие разные противоположные углы прямоугольника, должны иметь абсолютно равные значения.

1. В размеченных углах устанавливаются столбики обноски, которые соединяются по периметру веревкой. Вдоль линий обноски, при помощи лопаты, определяются лидер — лунки, места забивки свай. Лунки должны находится на равных друг от друга расстояниях.

Более детально ознакомиться с порядком расчетов и нанесением разметки на участок строительства можно, посмотрев видео в этой статье.

Технологии и уровень заглубления

Как уже упоминалось, величина заглубления сваи определяется уровнем залегания прочного грунта. Для того чтобы определить данный показатель, производится шурфование — бурение скважин.

В ситуации, когда на участке строительства наблюдается высокий уровень залегания грунтовых вод, стержни свай должны заглубляться ниже уровня промерзания почвы. Усредненные данные по регионам можно взять из таблицы ниже:

Усредненный уровень промерзания грунта по регионам

Современные строительные технологии предлагают несколько способов заглубления железобетонных свай в грунт:

• Ударный способ или забивание при помощи молота копра.
• Вдавливание применяется в случаях, когда применение ударных механизмов невозможно из-за близко расположенных строений.
• Вибропогружение — свая погружается в грунт под воздействием вибрирующего механизма.
• Подмыв грунта. Рядом с местом расположения сваи бурится скважина, в которую под высоким давлением подается вода, вымывающая грунт, в результате чего стержень опускается.

Как мы видим, все способы сложны технологически и предполагают наличие специальной строительной техники.

При любом способе устройства свайного фундамента потребуется специальная строительная техника

Устройство ростверка

В случае с устройством свайного основания любого типа, дальнейшее строительство предполагает создание ростверка, который является связующей конструкцией, соединяющей стержни.

Ростверк может быть выполнен двумя способами:

1. монолитной плитой;
2. лентой, соединяющей все сваи.

При этом, ростверк не всегда является монолитным.

В зависимости от элементов и способов, связующие конструкции подразделяются на следующие типы:

1. монолитный железобетонный армированный пояс;
2. готовые изделия в сборном виде;
3. комбинированный.

Пример ленточного ростверка на свайном фундаменте

Требования к устройству ростверка

Прежде чем приступать к устройству ростверка самостоятельно, следует обратиться к разработанным строительным нормативам. В данном случае, основным будет «Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений».

Данный документ включает в себя рекомендации по проектированию ростверков, инструкции и примеры расчетов ростверков под различные типы зданий.

Основные моменты, которые следует учитывать, устраивая свайный фундамент с железобетонным ростверком:

1. При заливке монолитного ростверка учтите, что бетон будет работать на сжатие, а ростверк должен выполнять распределение нагрузки, работая на изгиб. Поэтому следует обязательно производить армирование верхней части конструкции стержнями стального армирования.
2. Бетонирование свайного фундамента производится одномоментно, при этом бетон набирает прочность неравномерно по времени. Первые 70% необходимой прочности заливка наберет в течение недели. А для набора полной прочности бетону потребуется не менее 28 дней. Поэтому дальнейшее строительство можно будет продолжить лишь спустя месяц.

На заметку! Для усиления железобетонного ростверка используют армированные стержни периодического профиля диаметром 10 — 12 мм. При необходимости армирования в 2 слоя, вертикальные стержни выбираются диаметром 8 мм. Связка производится вязальной стальной проволокой.

Виды связующей конструкции

Кроме того, что ростверк может быть монолитным или ленточным, сама конструкция может иметь разный уровень расположения относительно поверхности грунта:

• Висячий: Располагается выше уровня земли, пространство ниже пола здание не изолировано. Используется в строительстве легких строений: дачных домиков, беседок, хозпостроек.
• Мелкозаглубленный: Устраивается на небольшом углублении в грунт. Не является опорной конструкцией, служит преимущественно для изоляции подпольного пространства.
• Заглубленный: Для устройства подготавливается траншея по аналогии с МЗЛФ (мелкозаглубленным ленточным фундаментом). Усиливает несущие характеристики свайного фундамента. Применяется в строительстве капитальных зданий, чаще каркасного типа.

Виды ростверков свайных фундаментов