Исследовательская работа «Свайный фундамент» (стр. 3 )

·  2. Забивные сваи. Они представляют собой уже готовые изделия и забиваются в грунт при помощи специальной техники (копра, вибропогружателей, сваевдавливающих установок и т. д.). По виду подразделяются на призматические, трапециевидные и цилиндрические, в виде трубы с окаймляющим кольцом на стыке для наращивания звеньев сваи. Трубчатые сваи с железобетонными опорными кольцами отличаются очень высокой несущей способностью, к тому же они, по сравнению со сплошными, более экономичны.

·  3. Винтовые сваи, которые бывают со стальным или железобетонным наконечником, так же, как и сваи с раскрывающимися шарнирными упорами, применяются для зданий, имеющих большие горизонтальные нагрузки. Если преобладают вертикальные нагрузки, сваи устанавливают вертикально, при значительных горизонтальных нагрузках иногда применяют способ наклонной установки. Винтовые сваи противостоят опрокидыванию и выдергиванию фундаментов на разных типах грунта.

Виды свайных фундаментов

Свайные фундаменты бывают ростверковые и безростверковые. Безростверковые фундаменты – это свайные поля или свайные ленты, непосредственно на сборные оголовки которых устанавливается здание. Обычно для безростверковых фундаментов применяютжелезобетонные забивные сваи с квадратным сечением. Такие фундаменты можно применять только в нормальных условиях. Для устройства их в сейсмоопасных районах, на набухающих грунтах и в некоторых других случаях должны проводиться специальные исследования.

Ростверковые фундаменты – это фундаменты, в которых сваи объединены ростверком (железобетонными плитами либо балками). Благодаря ним, нагрузка на грунтовое основание и сваи передается равномерно. Различают три вида ростверков: монолитные, сборные и сборно–монолитные. По месторасположению они бывают высокие и низкие. Первые, расположенные ниже поверхности грунта, передают вертикальное давление частично на грунт, частично – на сваи, вторые – только на сваи.

Размещение свай в фундаменте

Различают следующие виды расположения свай:

·  - одиночное, при котором сваи расположены под отдельными опорами;

·  - ленточное – когда сваи расположены в один ряд по всему периметру фундамента. Чаще всего применяется в частном строительстве;

·  - свайные полосы (гребенки) – когда сваи располагаются в 2 и более рядов под ростверки большой протяженности. Чаще всего эту технологию применяют при строительстве жилых и промышленных зданий;

·  - свайные кусты – небольшое количество свай, которые расположены в основном под несущими колоннами, стойками и т. д. или при отдельно стоящем высоком сооружении, например, дымовой трубе.

·  - свайное поле – оно располагается под монолитным или сборным ростверком большого размера. Во всех случаях, когда сваи размещаются больше, чем в один ряд, их можно располагать рядовым способом или в шахматном порядке.

Если говорить о частном строительстве, предполагающем возведение сравнительно небольших и легких домов, то наиболее часто применяются буронабивные и стальные винтовые сваи. Также иногда используют и забивные сваи из дерева. Впрочем, это скорее экзотика. Учитывая сравнительно небольшой вес возводимых домов при частном строительстве, максимальная длина свай не превышает 6 м.

2. Устройство свайного фундамента

Перед тем как мы рассмотрим условия применения, достоинство и недостатки свайного фундамента, хотелось бы поговорить о том, что собой представляет данный тип фундамента и из чего он состоит.

Свайный фундамент – в основном железобетонная конструкция, служащая для того что бы выдерживать вес постройки, которая возведена на нем, и для того, что бы передавать создаваемые нагрузки на почву.

Устройство свайного фундамента

Свайный фундамент состоит из свай и ростверков.

Сваи – элементы конструкции свайного фундамента, которые представляют собой длинные столбики, пронизывающие грунт до определенной отметки и передающие все нагрузки на почву. Сваи могут быть деревянные, металлические, бетонные и железобетонные. По форме сечения круглые, квадратные, пирамидальные. Так же существуют пустотелые и полнотелые сваи. По способу залегания в земле сваи делятся на подпорные и висячие. Сейчас немного рассмотрим каждый вид и тип свай.

Деревянные сваи являются наиболее дешевым и недолговечным вариантом. Изготавливаются в основном из лиственницы, ели, пихты и сосны. Используются крайне редко и то для легких построек. Что бы продлить срок службы деревянных свай используют различные антисептические средства, защищающие от поражения древесины грибком и другими заболеваниями.

Металлические сваи часто используются в создании свайного фундамента своими руками. Преимущество металлических свай – быстрота монтажа фундамента, независимость от времени года строительства и средняя долговечность конструкции. Недостаток – высокая цена на материал и необходимость обработки антикоррозийными средствами.

Бетонные и железобетонные сваи так же являются популярным вариантом. Их преимущество в хорошем соотношении цена-качество. Могут изготавливаться как на заводе, так и на месте строительства (заливание вручную). Долговечность железобетонных свай превышает отметку в 1 век. Для создания данного вида свай своими руками рекомендуется использовать цемент марки М400.

Пустотелые сваи представляют собой трубы, которые сначала устанавливаются в почву, а потом уже по желанию заливаются бетонным раствором. Данный вид свай считается весьма хорошим, т. к. при создании легких конструкции сэкономится расход на материал, а при создании тяжелых конструкций облегчится установка свай в почву, т. к. раствор будет заливаться после полной установки.

Полнотелые сваи являются стандартным вариантом, на котором нет смысла останавливаться.

Подпорные сваи отличаются от висячих тем, что на самом конце, который первоначально входит в почву, у них находится «ножка» большего поперечного сечения, передающая всю нагрузку конструкции на почву. Данное приспособление позволяет выдерживать больший вес конструкции (до 9 т на столбик).

Висячие сваи представляют собой столбики постоянного поперечного сечения. Передача нагрузки от свай на почву происходит при помощи сил трения между грунтом и столбиком. Сваи как бы «зависают» в грунте на определенной глубине.

Длина свай может быть различная и зависит от вида конструкции (многоэтажное здание, хозблок, жилой дом, беседка, летняя кухня). В основном, минимальная длина свай составляет 3 метра, а максимальная, как утверждают некоторые источники, может достигать и до 20 метров (но я лично не встречал настолько длинные).

Шаг установки свай так же зависит от конструкции и от вида почвы, расстояние колеблется в пределах от 1,5 до 2,5 метров.

Диаметр свай так же различен и зависит от типа сооружения. В основном используют сваи от 20 см в диаметре.

Что касается  свай, вроде бы все что можно рассказали. Следует еще отметить, что для создания своими руками рекомендуется использовать буровые железобетонные сваи либо винтовые. Так же обязательно делаем сваи с подпором на почву, для обеспечения достаточной устойчивости конструкции.

Теперь переходим ко второму элементу свайного фундамента – ростверкам. Ростверки представляют собой горизонтальную, бетонную либо металлическую конструкцию, которая связывает все сваи в одно целое и служит как приемник всех нагрузок для равномерного распределения на все сваи.

Классификация ростверков более скромная. Существуют монолитные, сборные и сборно-монолитные ростверки.

Монолитные ростверки изготавливаются сразу же на месте строительства свайного фундамента при помощи опалубки, арматурной перевязки и жидкого бетонного раствора.

Сборные и сборно-монолитные ростверки представляют собой заводские железобетонные блоки, которые устанавливаются на месте строительства. Их преимущество – сокращение времени на создание свайного фундамента своими руками. Недостаток – потребность в спец технике (подъемном кране), более высокие материальные затраты и меньшая прочность фундамента.

Так же ростверки могут быть высокими и низкими.

Высокие ростверки располагаются на незначительной высоте от земной поверхности и передают все создаваемые нагрузки исключительно на сваи.

Низкие ростверки более удачный вариант, т. к. они создаются на почве. Снимается небольшой слой грунта (до 30 см), создается дренажный слой, выставляется опалубка и заливается бетонный раствор. Таким образом, низкие ростверки передают часть нагрузок на грунт, снижая нагрузки на сваи и тем самым обеспечивая запас прочности всего фундамента. Низкие ростверки представляют собой свайно-ленточный фундамент, о создании которого мы поговорим чуть ниже.

2.1. Где нужно использовать свайный фундамент?

Свайный фундамент применим как в промышленном, так в гражданском и частном строительстве. Суть его заключается в том, что в качестве фундамента здесь выступают заглубленные в грунт сваи, связанные сверху между собой либо железобетонными балками, либо плитами. Эта связывающая часть называется ростверком. Давайте рассмотрим - когда целесообразно применять технологию свайного фундамента? 
Таких ситуаций несколько: 
1. Здание возводится на слабых грунтах: плывуны, растительные грунты (торф, илы и т. д.), глины и суглинки в текучепластичном состоянии, лёссовидные и сильно пучинистые грунты. 
2. Глубина промерзания превышает полтора метра. 
3. Расчетная ширина ленточного фундамента получается более полутора метра. 
4. Возведение здания по каркасной технологии (тогда его колонны снизу целесообразнее подпереть сваями).