Устройство и монтаж свайного фундамента

Оглавление:

Конструкция свай
Конструкция свайного фундамента
- Свайные фундаменты виды
Технология возведения свайного фундамента
- Устройство фундамента
Бурение скважины
Армирование и бетонирование свай
Устройство ростверка

Устройство свайного фундамента позволяет строить здания на проблемных грунтах, характеризующихся низкой прочностью, слабостью, пучинистостью, большой глубиной промерзания. Сваи обеспечивают надежность строения. Они передают нагрузки на более прочные слои грунта, которые расположены ниже проблемных зон.

Схема армирования бетонного пояса (ростверка).

Конструкция свай

Схема опалубки ленточного фундамента.

Сваи представляют собой длинные стержни, которые погружаются в грунт в готовом виде или изготовляются в самом грунте. Они имеют заостренный конец. Его забивают в землю при помощи специальной техники. По способу погружения в грунт конструкции свай бывают различных видов:

Забивные сваи. Их погружение в грунт выполняется при помощи вибропогружателей.

Бетонные и железобетонные набивные сваи. Они создаются посредством бурения скважин и последующей заливки бетона.

Буровые железобетонные сваи. Их создают при помощи установки бетонных элементов в пробуренную скважину.

Винтовые – устанавливаются закручиванием в грунт. Конструкция их имеет форму сверла.

Конструкция свай различается по способу воздействия на грунт. Так, выделяют следующие виды:

висячие сваи, в которых передача нагрузки происходит посредством трения грунта о поверхность свай;
сваи-стойки, принцип передачи нагрузки в них происходит на твердый грунт, который находится под толщей слабого грунта.

Армирование ростверка в зависимости от сейсмики.

Конструкция свай определяется принципами размещения в грунте. Так, сваи могут быть:

одиночными, которые выполняют роль отдельных стоек;
объединенными в большие свайные ленты, которые располагаются по периметру и распределяют нагрузку равномерно;
объединенными в свайные кусты, которые располагаются под колоннами несущих каркасных остовов сооружений.

Для их изготовления используются следующие материалы:

Железобетон. Железобетонные сваи можно изготавливать прямо на месте, если имеется соответствующая техника. Для выполнения таких свай применяют бетон марки М200. Срок эксплуатации этих свай более 100 лет.

Сталь. У таких свай много недостатков. Устанавливать их нужно при помощи крана. Металл необходимо тщательно обрабатывать антикоррозийным покрытием. На изготовление таких свай уходит большой расход металла.

Дерево. Сваи из дерева представляют собой ровные столбы длиной до 8 м и диаметром до 30 см. Для свай используют породы твердых хвойных деревьев – сосны, пихты, ели, лиственницы. Деревянные сваи дешевле, чем стальные или железобетонные, но их применяют редко вследствие того, что дерево подвержено разрушению. При использовании препаратов для обработки древесины от разрушения этот способ тоже применяется.

Для загородного частного домостроения лучшим вариантом служат железобетонные сваи, имеющие сплошное сечение, стальные винтовые и бетонные набивные сваи. Наиболее приемлемым вариантом заглубления является буронабивной метод.

Конструкция свайного фундамента

Из чего состоит конструкция фундамента? Свайный фундамент состоит из оболочек или свай и объединяющей их сверху балки или плиты, называемой ростверком. Ростверк воспринимает нагрузку от сооружения, расположенного над ним и распределяет ее между всеми сваями.

Свайные фундаменты виды

Существует большое количество различных конструкций свайных фундаментов. Различают виды свайных фундаментов, имеющие высокий или низкий ростверк.

У высокого ростверка подошва возвышается над поверхностью земли, а низкий ростверк выполняется заглубленным в грунт.

Конструкция фундамента, имеющего высокий ростверк, обладает существенными преимуществами перед заглубленным внутрь фундаментом с низким ростверком.

Преимущества фундаментов с высоким ростверком:

При одинаковой жесткости и несущей способности на их сооружение уходит меньше затрат труда и материалов.

Не нужно выполнять земляные работы по устройству котлована в грунте.

Вместо шпунтовых ограждений котлованов могут использоваться более дешевые перемычки разных конструкций.

Вместо монолитных плит, которые бетонируют на месте, можно применять плиты из сборного железобетона.

Оболочки и столбы используют более эффективно.

Уменьшается размыв дна русла.

Винтовые сваи для различных типов домов.

По типу несущих элементов свайные фундаменты подразделяются на фундаменты из свай, оболочек и столбов. Можно создать фундаменты с наклонным расположением элементов. При этом по своей несущей способности и жесткости они будут равноценны фундаментам с заглубленной в грунт плитой.

Преимущества свайных фундаментов:

Их можно устраивать на слабых грунтах с низкой прочностью, большой глубиной промерзания, пучинистостью и сжимаемостью.

Сваи передают нагрузки на более глубокие прочные слои грунта и тем самым обеспечивают строению прочность и долговечность.

Многие конструкции свайных фундаментов могут быть смонтированы с сокращением объемов земляных и бетонных работ по сравнению с другими видами фундаментов.

Недостатки свайных фундаментов:

Их нельзя устанавливать в горизонтально-подвижных грунтах, а именно в просадочных и набухающих грунтах из-за их недостаточной устойчивости к опрокидыванию. В таких условиях необходимо устройство железобетонного ростверка.

При изготовлении свайных фундаментов появляются трудности с монтажом цоколя. При этом необходимо заполнять все пространство между имеющимися сваями.

Требуется большое количество механизмов и трудозатрат. Относительно высокая стоимость строительства.

Технология возведения свайного фундамента

Технология строительства свайного фундамента предполагает бурения скважин, установку арматуры и заливку скважины бетон.

Устройство фундамента

Материалы и инструменты:

железобетонные сваи;
железобетонные балки для ростверка;
арматурные прутья диаметром 6 мм;
трубы из рубероида;
стальная проволока;
цемент, песок;
ямобур;
ручной бур;
вибратор;
строительный отвес;
нивелир, водяной уровень.

Бурение скважины

Схема установки винтовых свай с подвижным кожухом.

Сначала выполняют бурение скважины ручным строительным буром. Количество необходимых свай определяют в зависимости от веса будущего здания. Конструкцию свай определяют в зависимости от нагрузок от перегородок, кровли, пола и эксплуатационных нагрузок. Максимальный диаметр применяемого ручного бура 300 мм.

Строители при бурении прикладывают минимальные усилия благодаря улучшенному расположению лопастей бура. Длину штанги бура можно регулировать. Это позволяет выполнять скважины глубиной до 5 м. Можно применять бур, имеющий устройство для уширения нижнего участка скважины.

Так создается опорная пята для свай. Это позволяет сократить количество свай и сэкономить бетон. Если необходимо выполнить скважины большего диаметра, то нужно прилагать довольно большие усилия. Для бурения таких скважин применяют моторизированные, электрические буры.

Например, электрический ямобур применяется для бурения скважин опор линий электропередач. При этом можно выполнить скважины глубиной до 4 м и диаметром до 1 м. Применяются также буровые машины на базе колесного трактора и грузовых машин.

Армирование и бетонирование свай

Схема бурения скважин для свай.

Необходимо выполнить армирование и залить сваи бетоном.

После выполнения скважин необходимо изготовить трубы из рубероида, соответствующие диаметру скважины. Их длина должна на 200 мм превышать глубину скважины.

Затем верхнюю часть трубы выполняют из двух слоев рубероида и стягивают стальной проволокой. Так выполняют опалубку.

После этого трубу устанавливают в скважину. При этом если на дне скважины имеется вода, перед заливкой бетона ее нужно откачать.

Приступают к выполнению арматурного каркаса. Для этого нужно взять три вертикальных арматурных прутка диаметром 6 мм и скрепить их друг с другом поперечинами через каждые 500 мм.

Вертикальные стержни для соединения столбов с ростверком надо вывести выше заливаемых бетоном свай на высоту, которая соответствует высоте ростверка минус 3 см.

В пучинистых грунтах фундаментный ростверк должен находиться на сваях на высоте 200 мм от верха грунта. Для этого сваи делают выступающими из земли.

Во влагонасыщенных грунтах пучение может достигать 15 см.

Затем надо залить сваи бетоном.

После монтажа каркаса скважин укладывают бетон слоями по 60 см. Каждый слой уплотняют при помощи вибратора.

Устройство ростверка

Опалубка для сваи.

Свайный ростверк может выполняться из сборных железобетонных балок или может быть монолитным.

Параметры ростверков, рекомендуемые для легких домов:

Высота ростверка – 300 мм.

Ширина равна ширине цоколя. Если цоколь отсутствует, то ширина ростверка выполняется равной толщине несущих стен первого этажа (при этом она должна быть больше 400 мм).

Пересечение ростверка коммунальными трубопроводами не допускается.

Строительным отвесом проверяют, нет ли отклонения центров свай от строгого вертикального положения. После бетонирования или погружения свай в бетон отклонение не должно быть больше 5 см.

Выполняют монтаж сборных элементов ростверка. Их необходимо очень тщательно закрепить на оголовке свай.

В процессе заполнения бетоном полости набивной сваи, вертикально бетонируют Т-образный стержень арматуры.

Укладывают горизонтально на оголовок сваи другой стержень арматуры. Его длина соответствует ширине сваи с прикрепленными к ней с обеих сторон ограничителями в виде пластин. Их высота должна быть необходимой для закрепления сваи и элемента ростверка.

Схема гидроизоляции свайного фундамента.

Потом бетонируют монтажный стык, приваривают детали вертикального стержня к петлям ростверка. При этом используют стержни арматуры необходимой длины.

Если сборную балку ростверка заменяют на железобетонные перемычки, то нужно закрепить их между собой посредством сварки при помощи арматурных стержней и скрутить проволокой.

После монтажа ростверка необходимо заполнить все швы и стыки цементным раствором или бетоном.

Перед строительством стен здания проверяют отметки верхней плоскости ростверка. Если это необходимо, цементным раствором выравнивают под один монтажный горизонт.

Выравнивание выполняют нивелиром или водяным уровнем.

Затем производят окончательную проверку горизонтальности плана и всех размеров ростверка. Для этого еще раз уточняют размеры всех его сторон и диагоналей.

При устройстве свайного фундамента необходимо, чтобы конструкция фундамента подходила к типу грунта и проекту строящегося здания, чтобы строительные материалы обладали высоким качеством, чтобы работы проводились профессионально с соблюдением строгой технологии.