Строительство коттеджа, частного дома или дачи не обходится без возведения фундамента. Это основа основ. От правильно выбранного типа фундамента и качества его исполнения зависит долговечность возводимой конструкции. В частном строительстве используются разные типы оснований, но все чаще выбор падает именно на свайный фундамент. Он может использоваться на любом типе почвы, вне зависимости от уровня грунтовых вод, позволяет провести все работы в максимально короткие сроки, но для его обустройства требуется специальная техника. Кроме того, необходимо определиться и с типом свай, ведь в зависимости от материала, способа установки и прочих особенностей их свойства сильно отличаются. Учимся выбирать сваи для частного строительства и разбираемся с их ключевыми особенностями.
№1. Виды свай по материалу изготовления
Все сваи, которые используются в частном строительстве, по материалу изготовления можно поделить на такие типы:
- деревянные;
- металлические;
- железобетонные.
Деревянные сваи
Деревянные сваи отлично подходят для частного строительства. Они стоят дешевле металлических и железобетонных, а с небольшими нагрузками справляются не хуже. Сегодня деревянные сваи используются при строительстве коттеджей, временных сооружений и небольших мостов.
Сырьем для производства служит древесина лиственницы, кедра, дуба, сосны или пихты. Используют здоровый прямоствольный лес зимней рубки. Сваи могут быть цельными и срощенными. Цельные имеют длину 4,5-16 м, срощенные – до 25 м. Когда происходит сращивание, отдельные отрезки соединяются впритык при помощи накладок. Впрочем, для частного строительства длины цельных свай будет достаточно. Технология сращивания иногда используется и для увеличения диаметра – это пакетное сращивание.
Нижний конец деревянной сваи получает заострение, длина которого составляет около 1,5-2 диаметров. Если погружение будет осуществлять в твердый грунт с многочисленными препятствиями, то наконечник защищается башмаком. Верхняя часть также защищается наголовником, ведь монтаж сваи осуществляется посредством забивания, вдавливания или воздействием вибрации.
Металлические сваи
Металлические сваи могут выдерживать более серьезные нагрузки, чем деревянные, но и стоят дороже. На таком фундаменте строят большие кирпичные коттеджи, а также более легкие каркасные дома, дома из бруса. Металлические сваи подходят для усиления аварийного фундамента, а также при создании пристроек к уже существующему строению.
Изготавливают данные изделия из цельнотянутых стальных труб, но могут использоваться стальные шпунты, двутавровые балки и прочие прокатные профили. Диаметр составляет от 25 см до 100 см и более, выпускаются также основания коробчатого сечения. Как правило, металлические сваи получают заостренный наконечник, но его может и не быть. Если вес строения большой, то усилить фундамент можно путем заполнения полых металлических свай бетоном, но в частном строительстве подобное используется крайне редко.
Отдельно стоит выделить винтовые сваи, они на конце имеют лопасти, благодаря которым обладают усиленными прочностными качествами. Винтовые сваи погружаются путем ввинчивания. С их помощью делают фундамент под пристройки, так как отсутствует динамическая нагрузка на грунт. Часто винтовые сваи применяют для усиления аварийных фундаментов: они устанавливаются по контуру такого основания и крепятся к нему с помощью специальных кронштейнов. Нормальные производители покрывают изделие антикоррозионным покрытием, но даже под ним можно рассмотреть качество исполнения сварных соединений. Сварка должна быть выполнена сплошным швом, по технологии проволоки. Качество антикоррозионного покрытия можно оценить, попробовав его немного поцарапать ключом или монетой: в норме это сделать будет не так просто.
Винтовые сваи могут иметь сварной или литой наконечник. Литой, конечно, лучше, но в частном строительстве сгодится и сварной – нагрузки тут небольшие.
Железобетонные сваи
Железобетонные сваи в частном строительстве используются реже – они рассчитаны на более серьезные нагрузки и незаменимы в многоэтажном и промышленном строительстве. Тем не менее, на слабых и подвижных грунтах и в условиях резкой перемены влажности грунта такие сваи будут оптимальным вариантом при сооружении коттеджей.
Железобетонные сваи выпускаются в двух вариациях:
- монолитные;
- сборные.
Монолитные сваи имеют квадратное или прямоугольное сечение, сторона от 20 до 40 см. Они получают продольное армирование напрягаемой или ненапрягаемой арматурой, поперечное армирование выполняется с помощью низкоуглеродистой проволоки с сечением от 5 мм. Выпускаются также монолитные сваи и с полостью внутри цилиндрической формы, но толщина стенки в них не должна быть меньше 4 мм. При погружении в грунт монолитные сваи защищаются стальным башмаком. Верхняя часть, которая принимает на себя ударную нагрузку, закрывается наголовником в виде нескольких сеток.
Сборные сваи собираются из нескольких секций, длина может быть какой угодно. Как правило, сборка проводится заранее, но особо длинные сваи могут собираться на месте установки.
Железобетонные сваи монтируются методом забивки, в чем и заключается их основной недостаток. Мало того, что это шумно, так еще и в районах с плотной застройкой могут произойти изменения грунтовых масс. Еще один минус – это сложности в плане транспортировки, ведь ЖБ сваи большие, тяжелые и достаточно легко повреждаемые. Перевозить их необходимо горизонтальными рядами с одинаковой ориентацией торцов. Между рядами лучше проложить деревянные прокладки, а круглые сваи перевозят вместе со специальными брусьями, которые не позволят им скатываться.
Тем не менее, достоинств у ЖБ свай немало. С их помощью можно создать прочный и надежный фундамент. Более того, при их забивке происходит уплотнение грунта в районе погружение, что положительно сказывается на прочности.
Из арматуры и бетона делают также набивные сваи, только создаются они непосредственно на месте строительства путем заливки бетона в пробуренные скважины.
№2. Виды свай по технологии установки
Забивные сваи
Это, как правило, железобетонные сваи с заостренным концом. Монтаж происходит благодаря использованию специальных ударных установок. Сваи защищаются от разрушительных нагрузок благодаря наголовнику.
К основным преимуществам таких свай относится универсальность: использовать метод можно на любом грунте и в любую погоду. Скорость и производительность высока, а грунт вокруг сваи немного уплотняется, что повышает несущую способность будущего фундамента. Среди минусов – невозможность использования вблизи других строений, так как последствия воздействия ударной волны могут быть разрушительными.
Вибропогружные сваи
Заставить сваю погрузиться в грунт можно, если воздействовать на нее вибрацией. Вибрация передается на грунт, снижая его силу трения и сопротивления. Почва становится плывучей, а свая погружается под воздействием собственного веса. При подобном воздействии почва вокруг сваи также уплотняется, поэтому можно говорить о естественном усилении фундамента. Данный метод используется, когда имеют дело с песчаными и водонасыщенными грунтами. Сложнее приходится при работе с маловлажными и плотными грунтами, а для скальных пород вибрационный метод вовсе не подходит.
Среди преимуществ вибропогружных свай меньший шум и относительно небольшая стоимость обустройства. Без специальной техники, конечно, не обойтись, но ее можно взять в аренду. Жители Москвы и области могут обратиться в компанию «ИнтелСтрой», которая сдает в аренду вибропогружатели, причем вместе с квалифицированным персоналом. Все подробности можно узнать на странице http://vibrorent.ru/arenda-catalog/.
Винтовые сваи
Метод завинчивания используют для металлических и железобетонных свай со стальным наконечником. Винтовые сваи отличаются наличием лопастей на одном конце, благодаря которым и осуществляется их вхождение в грунт. Монтаж может осуществляться вручную, но проще использовать специальную технику.
Винтовые сваи используются на неплотных и подтапливаемых грунтах, а также тогда, когда необходимо обустроить фундамент в зоне с плотной застройкой, так что при строительстве дома в городе это отличный вариант.
Вдавливаемые сваи
В частном строительстве такие сваи используются крайне редко. На сваю воздействует большая статическая нагрузка, а оборудование, которое ее создает, требует наличия достаточного количества свободного места. Данный метод используют, когда работают с твердыми и плотными грунтами.
Буронабивные сваи
Это отдельный вид свай. Они создаются непосредственно на месте обустройства фундамента. Процесс создания состоит из таких этапов:
- подготовка скважин при помощи ударного или вращательного бура;
- установка обсадной трубы или заливка бетонного раствора, в зависимости от того, какой метод используется. Если выбран вариант с обсадными трубами, то сначала в скважину погружается специальная труба, которая укрепит стенки. В противном случае по ходу бурения скважины заливается раствор бетона, который имеет ту же функцию – укреплять стенки;
- погружение в скважину арматуры;
- заливка бетоном. В некоторых случаях после этого достают обсадные трубы, но часто используют трубы, которые не демонтируются.
Преимущество способа – относительная простота и дешевизна, поэтому в частном строительстве этот метод пользуется большой популярностью. Транспортировать длинные сваи не придется, зато необходимо будет подготовить большое качество бетона, а тут без бетономешалки никуда. Специалисты говорят, что неприятной особенностью данного способа является невозможность проконтролировать качество изготовляемых свай. Что же касается ограничений, то на грунтах, склонных к вспучиванию и горизонтальной подвижке, такой фундамент использовать нельзя.
№3. Виды свай по типу воздействия на грунт
По типу воздействия на грунт или по характеру работы сваи делятся на два вида:
- опорные, или сваи-стойки. При погружении в грунт опираются на устойчивую почву. Подходят для тех районов, где под неустойчивым грунтом на небольшой глубине расположена плотная устойчивая почва;
- висячие сваи. Передают нагрузку на почву через силу трения о боковые стенки почвы. Такие сваи устанавливаются в местах с высоким уровнем грунтовых вод.
№4. Виды свай по форме сечения
По форме сечения сваи бывают:
- квадратные и прямоугольные. Часто такими выпускаются ЖБ сваи. Это наиболее востребованный вариант в большинстве строительных отраслей. Такие сваи рекомендуется применять, когда строительство идет на мягких почвах, они используются при реконструкции и усилении существующего фундамента;
- круглые сваи, или сваи-оболочки отличаются открытой нижней частью, поэтому при монтаже заполняются грунтом, что увеличивает их несущую способность. Такие сваи нашли применение в сейсмически активных областях;
- полые квадратные и круглые сваи. Такими выпускают металлические сваи, а также некоторые железобетонные. Последние используются при сооружении малоэтажных объектов.
№5. Расчет количества свайных опор
Выбор типа свай, их количества и мест погружения лучше доверить профессионалом, поскольку это очень ответственный этап. Впрочем, самому не мешает знать основные принципы расчета. Он проходит в два этапа. Сначала необходимо определить общий вес постройки, а потом посчитать несущую способность конкретной сваи в конкретном грунте.
Совокупная нагрузка здания на фундамент рассчитается как сумма следующих параметров:
- фактическая масса здания. Суммируется вес перекрытий, стен и кровли. Расчет можно выполнить, пользуясь табличными значениями массы основных строительных материалов;
- снеговые нагрузки. Тут все зависит от региона расположения дома. Для южных районов страны этот показатель в среднем составляет 50 кг/м2, для центральных – 100 кг/м2, для северных – 190 кг/м2;
- полезные нагрузки. Сюда включен вес мебели, которая будет использована, и проживающих людей. Чтобы не забивать себе голову подсчетом массы всех предметов мебели, можно использовать среднее значение – 150 кг/м2.
Полученные данные суммируют и умножают на коэффициент запаса 1,2.
Несущие характеристики сваи зависят от типа почвы. В идеале необходимо провести геодезические исследования, чтобы точно знать несущую способность почвы, но если такой возможности нет, можно воспользоваться табличными данными – достаточно только знать тип почвы. Например, несущая способность сухой глины средней плотности – 2,5 кг/см2, а плотного крупного песка – около 6 кг/см2.
Для каждого типа свай характерны свои несущие способности.
Например, нам необходимо построить 2-этажный дом из бруса размерами 10*8, использовать будем винтовые сваи 89*300 мм. Если дом расположен в центральной полосе, то снеговая нагрузка будет равна 10*8*100=8 т/м2. Полезная нагрузка каждого из этажей 10*8*150=12 т/м2, т.е. для всего дома 24 т/м2. Масса самого дома приблизительно равна 44 т. Совокупная нагрузка (44+24+8)*1,2 = 91,2 т. Допустим, почва – мягкопластичная глина, сваи будут погружаться на 2,5 м (их несущая способность при этом 5 т), тогда понадобится 91,2/5 = 18,24, т.е. 19 свай.
Глубину погружения сваи выбирают, исходя из типа почвы. Для устойчивого плотного грунта обычно достаточно свай длиной 2,5 м. Если на участке почва неустойчивая, длина сваи должна быть такой, чтобы достигать более плотного слоя грунта.
Часто в частном строительстве применяются именно винтовые сваи. Они выпускаются разного диаметра:
- 57 мм – такие сваи подойдут для создания фундамента для легких заборов;
- 76 мм – сваи для возведения более тяжелых заборов (например, из профнастила), а также легких строений (беседка);
- 89 мм – сваи для постройки дачных домов, небольших частных домов, хозпостроек. Такая опора в среднем выдерживает 3-5 т;
- 108 мм – отличный вариант для постройки частных домов любого типа, выдерживают от 5 до 7 т.
Расстояние между сваями рассчитывается для каждого отдельного проекта. Не рекомендуется делать расстояние между опорами более 3 м для каркасных домов, и более 2 м – для построек из пеноблока и газоблока. При наличии в регионе сильных ветров расстояние между опорами должно быть не более 2,5 м.
Еще раз подчеркнем, что когда речь идет о таком серьезном деле, как фундамент, лучше провести максимально точные расчеты, и не экономить на строительных материалах и оборудовании.