Подбор комплектующих для свайного фундамента

Свайный фундамент представляет собой опорную конструкцию, состоящую из свай – столбчатых элементов, погруженных в грунт и связанных между собой на поверхности. Сваи чаще всего бывают железобетонными или металлическими. Назначение этих элементов – в равномерном распределении нагрузки от здания или сооружения на твердые слои почвы. Сваи, выступающие над землей, связывает ростверк – горизонтальный каркас, объединяющий все комплектующие фундамента.

Область применения

Свайный фундамент пользуется популярностью среди застройщиков, занятых строительством быстровозводимых каркасных зданий. Опорные конструкции такого типа хорошо подходят для использования на участках с высоким уровнем грунтовых вод и на почвах, подверженных эрозии. Помимо этого, система свай может оказаться полезной:

• если проектом предусмотрены неравномерные нагрузки на разные части фундамента;
• когда возведение фундамента другого типа не представляется возможным, например из-за большого объема грунта, подлежащего выемке;
• при строительстве зданий на участках с неровным рельефом и большими перепадами высот;
• если сооружение будет испытывать значительные воздействия сил, направленных горизонтально (сильные ветры, подземные толчки и пр.);
• в регионах, где глубина промерзания грунта превышает 2 м.

Виды опор

Для возведения свайных фундаментов могут использоваться следующие виды свай:

• винтовые, выполненные в виде пустотелых металлических труб с наконечником и лопастью с одного конца и оголовком – с другого. Фундаментное основание из винтовых свай привлекает возможностью сэкономить на строительстве, короткими сроками возведения, допустимостью проведения монтажных работ в любое время года. Опоры такого типа можно вкручивать в обводненную глину, торфяники, пылеватый песок и любые другие виды грунта;
• забивные – ж/б стержни, чаще всего с квадратным сечением 150 х 150, 200 х 200, 250 х 250 мм и других типоразмеров. Длина изделия может составлять 3, 4, 6 и более метров. Забивные сваи отличаются надежностью, долговечностью, инертностью к подземным водам, неподверженностью коррозии;
• буронабивные. В отличие от забивных, буронабивные сваи создаются прямо на стройплощадке. Для этого бурят скважину, в нее помещают каркас из арматуры, обсадную трубу и заливают бетон.

Преимущества винтовых опор

В отличие от ж/б опор, винтовые сваи погружаются в грунт ввинчиванием. Именно такой способ монтажа позволяет создавать фундамент, которому не страшны силы пучения грунта и другие неблагоприятные факторы. Забитые молотом или вибропрессом ж/б сваи остаются в грунте в сжатом состоянии. Бетонные опоры в процессе монтажа испытывают значительные ударные нагрузки, вследствие чего страдают из-за появления трещин и отслаивания арматуры. Этого не случается при ввинчивании металлических свай, которые погружаются в грунт без чрезмерных нагрузок на корпус и наконечник. Установленная опора не ослабляется, не покрывается трещинами и не подвергается деформациям. Винтовую сваю погружают на заданную глубину с точностью до нескольких см, что сводит к минимуму вероятность просадки фундамента. При необходимости винтовую опору можно демонтировать для повторного использования или замены на другую опору.

Особенности конструкции

Основной элемент свайно-винтового фундамента – свая из металлической трубы с винтообразной рабочей частью. Стержень стандартного изделия производится из электросварной трубы, в основании которой устанавливается рабочий шнек (лопасти). К оголовку крепятся детали обвязки свайно-винтового фундамента. Параметры опоры выбирают с учетом особенностей грунта, проектной нагрузки и других факторов. В спецификации винтовой сваи указываются ее длина, диаметр и толщина стенки ствола, диаметр и толщина лопасти, а также материал ствола и лопасти. Для создания фундаментов в условиях сложных грунтов могут использоваться толстостенные винтовые сваи из высоколегированной стали. Толщина стенки трубы такого изделия составляет 7 мм и более, что значительно повышает прочность опоры и ее стойкость к деформациям. Толстостенные модели отличаются повышенной устойчивостью к воздействию влаги, перепадам температур, эрозии, статическим нагрузкам.

Сварные и литые лопасти винтовых опор

Лопасти винтовых свай могут быть сварными или литыми. Первые изготавливают путем наваривания на наконечник листовой стали в форме винтовой резьбы. Вторые получают методом литья по специальным формам. Литая лопасть составляет с наконечником единую деталь, которая приваривается к стволу, т. е. одно сварное соединение в такой конструкции все же есть. Опоры с литым наконечником стоят дороже, но могут применяться на сложных грунтах – плотных и с крупными помехами. Вероятность отрыва лопасти при монтаже в этом случае минимальна. Такие сваи бывают единственным решением на участках, где невозможно выполнить предварительное лидерное бурение, например на стройплощадках без подъездных путей или без пространства для маневра техники.

Многовитковые сваи

Существуют также многовитковые винтовые сваи, которые имеют конусообразный или цилиндрический ствол с размещенными на конце спиральными витками. Внешне такая опора напоминает увеличенный саморез. Наконечник изделия может быть литым, корпус выполняется оцинкованным или без оцинковки. Такая конфигурация дает возможность свае легко проникать в грунт и прочно в нем удерживаться. При ввинчивании в землю конусный ствол раздвигает и уплотняет грунт, а за счет малого диаметра лопастей погружение происходит без чрезмерных усилий. Способность выдерживать значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки позволяет использовать многовитковые сваи при установке заборов, ограждений, рекламных щитов, дорожных знаков, а также теплиц, складских помещений, каркасных зданий разной этажности и других объектов.

Двухлопастные сваи

Правильно подобранные винтовые сваи с двумя лопастями могут быть более эффективными по сравнению с однолопастными аналогами на глинистых, водонасыщенных грунтах, суглинках, торфяниках, мелких, средних и крупных песках. Наличие второй лопасти увеличивает воспринимаемую опорой нагрузку в среднем на 30 %. Верхняя лопасть размещается на заданном расстоянии от конуса и имеет те же параметры (толщина, диаметр, шаг), что и нижняя. При монтаже нижняя лопасть погружается ниже уровня промерзания, в плотном слое грунта. Верхняя находится близко к границе промерзания, где сила морозного пучения неспособна вытолкнуть опору и к тому же ее действие компенсируется нагрузкой от сооружения.

Удлинители

Если собственной длины сваи недостаточно, при ее монтаже может использоваться удлинитель – изделие в виде трубы, предназначенное для увеличения размеров опоры. Такая конструкция состоит из ствола с монтажным отверстием и соединительной муфты. Внутренний диаметр муфты выбирается таким, чтобы в соединительный элемент можно было вставить как удлинитель, так и опору. После сборки удлиненная свая устанавливается вертикально и все элементы свариваются между собой. Место сварки грунтуют и покрывают краской для защиты от коррозии, после чего опору ввинчивают глубже или оставляют на месте в зависимости от требований проекта. Использование удлинителей имеет положительный экономический эффект в случаях, когда длина свай должна значительно различаться. Т. е. вместе с комплектом свай одного размера приобретаются удлинители, которые применяются для наращивания опор в нужных местах фундамента.

Оголовки

Оголовок – дополнительный элемент, используемый для сопряжения сваи с обвязкой или нижним венцом строения. После установки этой соединительной детали верхний край опоры оснащается ровной металлической площадкой, удобной для размещения швеллера, уголка или другого конструкционного материала, используемого в качестве обвязки.