Фундамент, где вес надстройки переходит на основу сквозь забиваемые и ввернутые в землю опоры, называется свайным. Опоры забиваются или вдавливаются. Материал изготовления: дерево, сталь, бетонные и железобетонные.
Опоры этих материалов углубляются в почву вибрацией, ударными машинами и сочетании вибрации и ударов. Бетонные конструкции полые внутри и имеют форму квадрата или круга. Погружаются вибрацией, изнутри удаляется содержимое и заполняется раствором.
Сваи из железобетона полнотелые и забиваются в почву. Индивидуальное жилищное строительство использует свайно-винтовой фундамент или свайно-ленточный фундамент.
Свайно-винтовой фундамент
Устанавливается сваями из стали с площадкой для опоры основной конструкции. Сваи промышленного изготовления устанавливаются вкручиванием в грунт. Полая конструкция заливается бетоном.
Свайно-винтовые фундаменты из ввинчиваемых свай пользуются популярностью при строительстве индивидуальных домов. Сроки установки таких фундаментов максимум три дня на площади 100 м.кв.
Виды свай для винтового фундамента
- свая, которая получается при пробивании в грунте скважины, и заполнении её бетоном (набивная)
- свая, имеющая расширение на верхушке, усиливающее прочность установки сваи (камуфлетная свая)
- сваи, имеющие подвижное соединение частей, позволяющее им вращаться вокруг общей оси (шарнирно раскрывающиеся упоры)
- металлическая свая с винтовой лопастью и полым стволом (винтовая свая)
Свайно-винтовой фундамент представлен в готовом виде сваями в количестве от 20 штук. Окончательное количество свай определяется площадью надстройки и её весом.
Установленные сваи соединены между собой ростверком. Обычно его функцию выполняет уголок 50х50, приваренный под углом к стволу всех свай. Это необходимо для образования единого основания и равномерного распределения нагрузки надстройки.
Вместо ростверка сваи можно объединить бетонной лентой. Такой фундамент будет называться свайно-ленточный фундамент.
Положительные и отрицательные свойства фундаментов
Положительные и отрицательные качества проявляются своеобразно в климатических зонах и на разных почвах.
Скальные породы на участке строительства и желание сделать свайный фундамент – не совместимые желания.
Положительные качества:
- потенциал использования по грунтам не ограничен
- высота фундамента не ограничена на подтапливаемых землях
- цена свайного фундамента меньше ленточного
- быстрота сборки
- конструкция имеет низкий вес
Отрицательные качества:
- ограниченная грузоподъёмность
- необходимость проведения анализа грунта на строительном участке
- разноуровневая усадка свай
- конструкция цоколя обязательна для утепления пола, создания вентиляции и препятствия поселению зоологических особей
- монтаж бетонного перекрытия сложен и увеличивает вес надстройки
Свайно-винтовой фундамент дает не равномерную усадку. Распределение тяжести по ленточному и плиточному фундаментам равномерное. Материал строения должен переносить усадку и геометрическое изменение строения. Это деревянные и дома из каркасов. Не годится кирпич и бетонные блоки.
Свайно-объединяющий фундамент с мало углубленной бетонной лентой делает жесткой конструкцию опоры, увеличивает грузоподъемность. Свайно-ленточный фундамент уменьшает затраты на возведение цоколя и облегчает отделочные работы.
Расчет свайного фундамента
Капитальное строение необходимо обсчитать у специалиста-строителя. Упрощенные постройки, типа курятника на даче, хозяйственные постройки, летний душ или туалет, можно рассчитать самому. Поняв суть расчётов и последовательность операций, можно приступать к более сложным расчётам.
Смысл расчета свайного фундамента – предполагаемый вес надстройки разделить поровну на все опоры.
Недостаточная прочность конструкции основания даст не равномерную усадку. Это приведет к проблемам надстройки и возможному её разрушению.
Перед началом строительства составляем план постройки, определяем её полную площадь по всему строению, высоту помещения, высоту конька крыши и приблизительную площадь всего крышного покрытия с заступами. Определяемся по материалам, с которыми будем работать и закупаем необходимое количество.
При покупке расходного материала спрашиваем сертификат качества, в котором указан вес материала на 1 мк.в. и записываем эти данные. Или просим кассира сделать копию сертификата.
Эта процедура необходима для расчёта веса будущей конструкции, который определит количество необходимых свай.
Рассмотрим на примере дома каркасного типа расчет свайного фундамента площадью 100 мк.в., двускатной крышей, покрытой металл профилем, со стыком боковых поверхностей двухметровой высоты, с выходом за пределы стен по всему периметру около полуметра. Высота стен три метра, почва – сухая смесь глины и песка
Определяем по чертежам основания необходимое количество свай. Размещаем на углах строения, в местах соединения капитальных стен и разделительных. Дистанция от одной точки к другой не более трех метров.
По плану дома у нас получилось 12 свай. Между опорами получилось больше трех метров, следовательно, уменьшаем промежуток и увеличиваем число. Получается 25. Дальше рассчитываем массу надстройки и обозначим её М.
В готовом проекте дома все необходимые расчёты провел специалист на компьютерной программе с учетом данных о весе всех материалов на 1 мк.в. Мы, в домашних расчетах, пользуемся подсказкой сертификата о весе материалов.
Учитывать нужно следующие параметры: масса несущих конструкций строения, вес основного материала стен и утеплителя, вес основания чердачного перекрытия и стропил с утеплителем, вес цокольного перекрытия и пола с утеплителем, вес крышного покрытия, вес возможной снеговой нагрузки в зависимости от региона. Нужно учесть подвижную нагрузку в строении (мебель, люди, живность),
Общая нагрузка надстройки получилась 70570 кг. Для верности умножаем предполагаемый вес на коэффициент надежности свай. Он зависит от количества установленных опор:
- до 11 штук – 1.65
- до 20 штук – 1.55
- больше 20 штук – 1.4
Обычное количество использованных опор от 20 до 40. Поэтому всегда умножаем на 1.4. Масса нашей надстройки получилась 100 000 кг.
Для определения площади основания нам нужен ещё один показатель: средняя плотность грунта на стройплощадке. Это можно найти в интернете или строительных справочниках.
Геология рекомендует применять коэффициент от 1 до 1.7. Строители нового поколения рекомендуют брать 1. В нашей задаче грунт сухой суглинок. Его расчетное сопротивление 2 кг/см.кв.
Теперь рассчитываем размер:
- Sосн = Мх1.4/F, F расчетное сопротивление грунта.
- 100 000 кг /2 = 50 000 см2
Площадь свайной площадки рассчитаем на основе классического размера 108 мм. Расчет ведем по школьной программе: S=ПD, D=30 см, диаметр сваи, S=706,5 смкв
Площадь основания должна быть 50 000 см.кв, 1 свая равна 706 см.кв. Для фундамента нужно использовать 71 сваю.
Чем больше плотность грунта, тем меньше требуется свай.
Изготовление свайного фундамента имеет следующие этапы:
- равняем строительную площадку
- размечаем участок и ставим колья в местах будущих свай
- установка начинается с самой высокой точки стройплощадки, ведем контроль вертикали
- определяем и выравниваем горизонтальную плоскость
- сваи заливаем бетоном, привариваем опорную площадку, покрываем антикоррозийной смазкой и закрываем рубероидом.
Укрепляются сваи прикреплением ростверка – приваренный под углом уголок 50х50, производим обшивку брусом и крепим её болтами. Всё. Основание готово для монтажа основной конструкции.
Фото свайного фундамента
