Устройство свайных фундаментов: технология и расчет

При строительстве дома на неустойчивом грунте применяется свайный фундамент. Он представляет собой сваи, которые сверху объединены железобетонной или бетонной плитой. Устройство свайных фундаментов выглядит в виде заостренных столбиков. Острые концы свай вбивают в землю сквозь подвижные слои грунта, пока не будет достигнут твердый слой. Существует еще такое устройство свайных фундаментов, когда сваи изготавливаются прямо в грунте. Сначала под свайный фундамент бурят скважины, затем туда помещают трубы, сверху делают заливку раствором бетона, который утрамбовывают сверху. Заливка свай делает свайный фундамент обладателем огромной несущей способности. Все сваи, в зависимости от изготовленного материала, должны выдерживать груз от 2 до 5 т. Все большую популярность в строительстве за городом завоевывают свайные винтовые фундаменты.

Устройство свайного фундамента.

Технология устройства фундаментов и особенности их конструкции

Главным элементом конструкции являются сваи, конструкция которых разнообразна. По материалу, которые идут на их изготовление, они бывают:

деревянные;
металлические;
бетонные;
железобетонные.

Сваи также отличаются по геометрической форме:

прямоугольные;
круглые;
пирамидные.

По внутренней начинке они бывают цельные и пустотелые. Разные типы свайных конструкций между собой различаются механизмом воздействия на грунт. Секрет содержится в сути работы опоры.

Существуют несколько видов:

Опалубка для сваи.

Конструкция на висячих сваях. Этот метод применяется на участках, где твердого слоя земли достигнуть сложно. Метод устройства свайных фундаментов по деформациям заключается в методе заклинивания свай. Их вбивают плотно в нетвердый пласт земли. Получается, что они как будто висят в нем. Этот контакт содействует передаче в землю нагрузок, которые гасятся за счет сил трения.
Для конструкции на подпорных сваях столбики доходят до твердого грунта и в него упираются. Строение стоит на них прочно и почти лишено усадки.

Различные типы устройства фундаментов отличаются методом установки рабочих свай. Они бывают:

На буронабивных сваях. При таком виде делается под сваи предварительная вырезка отверстий. Ямы проделывают автоматическим или ручным буром, потом укладывают готовые сваи или делают их из железобетона.
На забивных сваях. С помощью специальных установок сваи вбиваются в грунт. Заостренный столб под воздействием ударов входит в пласт земли и доходит до заданной отметки.
На винтовых сваях. Такой тип осуществляется автоматически или вручную. Свая внешне похожа на шуруп большого размера, который легко вкручивают в грунт.

Существует отличие в части конструкции, находящейся над землей. Наиболее устойчивой ее помогает делать ростверк.

Это так называемая перемычка, крепко соединяющая друг с другом наземные столбы. Тем самым образуется подставка под коробку строения. Точки совмещения между сваями и ростверком называют узлами свайного фундамента.

Свайные подошвы различаются друг от друга методом устройства ростверка.

Различают следующие типы:

Схема винтового фундамента.

Свайный ростверковый фундамент со сборной перемычкой. Для создания ростверка применяются деревянные или железобетонные перемычки, скрепленные на вершине свай между собой.
Свайный фундамент с монолитным ростверком. Ростверк в этом случае заливается прямо на строительной площадке из армированного бетона с использованием съемной опалубки.

Сегодня получила широкое распространение технология гибридной подошвы: совмещают основу из плит с вглубь уходящими сваями-ребрами. Применяют и свайный ленточный фундамент, при котором сочетаются подземные сваи, которые упираются в малозаглубленное ленточное основание. Это стабилизирует основу на нетвердом, насыщенном водой грунте и способствует предотвращению сильной усадки.

Во всех устройствах глубоких конструкций из свай необходимо привлекать технику. Проектирование и устройство фундамента на участках с трудными геологическими условиями обязательно должно выполняться со всеми необходимыми условиями.

Типы расчетов фундамента из свай

Расчет и проектирование свайных фундаментов можно сделать лишь после получения результатов изыскательных работ на территории, проведенных специалистом. Данные для вычислительных формул будут подбираться в зависимости от типа почвы и ее качества. Расчет свайных фундаментов по деформациям и усадке требует максимальной точности выходных показателей.

Проведя изыскательные работы, можно узнать уровень расположения грунтовых вод, его колебание в разные сезоны, качественную характеристику видов грунта на участке, глубину замерзания почвы.

Проектирование свайного фундамента и его устройство является задачей для профессионалов.

Необходимо учесть:

вес будущего строения с внутренним содержанием;
ветровые, динамические и сезонные нагрузки.

Также надо рассчитать осадку свайного фундамента. Рабочий план, свайный фундамент обязательно должен делаться по нему, правильнее поручить сделать его под заказ архитектору. Если применяются сваи-стойки, то осадка составляет 1-3 см. При иных обустройствах данный параметр определяется заранее. Это способствует смягчению негативных последствий коробки здания при проектировании.

Расчет по деформациям свайных фундаментов осуществляется с учетом длины стен, ее твердости на изгиб, нагрузки на 1 м фундамента, плотности грунта и его модуля деформации, а также высоты свай над поверхностью грунта. Чертеж свайный фундамент может нарисовать только опытный специалист.

Стадии возведения свайного фундамента

Данный процесс можно разделить на несколько равноценных этапов. Качество их выполнения существенно скажется на технических характеристиках фундамента.

Бурение скважин при помощи ямобура. Такая схема свайного фундамента предполагает бурение скважин ручными устройствами. Продается большое количество моделей буров с различным диаметром. Необходимо, чтобы скважина была глубиной больше, чем уровень промерзания, и заканчивалась в плотном грунте.

Ее нижняя часть должна иметь расширение, что способствует увеличению опорной площади сваи. Так под свайный фундамент будет сделан еще и дополнительный.

Скважину обсаживают трубой из нескольких пластов рубероида. Они выполняют функцию гидроизоляции и содействуют сохранению так называемого молочка в бетонном растворе. Это влияет на твердость материала.

Армирование свай является обязательным при устройстве свайного фундамента. Количество, диаметр стержневой арматуры, шаг расположения перемычек заложен в проекте, при составлении которого отталкиваются от рассчитываемой нагрузки. Арматура должна обеспечить связку ростверка с конструкцией и не доходить до верхней плоскости ростверка 2 см (короче быть не должна).

Для получения монолитного свайного фундамента надо сразу сделать опалубку ростверка и его армировать. Это положительно скажется на прочности и надежности конструкции. Бетонную смесь необходимо утрамбовывать с помощью глубинного вибратора. Он способен вытеснять из раствора воздух и формировать наиболее плотную структуру материала.