С каждым годом ниша индивидуального жилищного строительства набирает всё большую популярность и востребованность. Эпоха крайностей, где было всего две альтернативы - дорогие дворцы и маленькие "совковые" дачи, давно канула в небытие, ведь рынок предлагает огромное пространство вариантов и технологий для постройки дома по приемлемой стоимости. Для многих современных обитателей тесных человейников, собственный загородный дом - одно из главных мечтаний и возможность начать, как сейчас модно выражаться, "жизнь без ошейника".

А с чего начинается дом?! Верно! Дом начинается с фундамента. Как раз об этом мы и будем говорить.

На сегодняшний день, как уже говорилось выше, существует множество решений и технологий строительства, в том числе и для возведения фундамента. Самые распространенные виды это:

  • Фундамент на сваях
  • Фундаменты типа "лента"
  • Плитные фундаменты

и различные разновидности данных видов фундаментов.

В рамках этой статьи мы затронем только фундаменты на сваях, а если конкретнее, то на железобетонных забивных сваях квадратного сечения "С".

Завод "СПЕЦЖБИ" не только производит железобетонные сваи, но и предоставляет услуги по их доставке, а так же забивке (установке) на участке заказчика.

Данная статья носит исключительно информационно-ознакомительный характер, показывая основные нюансы и этапы технологии. Любые расчеты, проекты и работы должны выполняться квалифицированными специалистами!


Железобетонные сваи квадратного сечения "С"

Сваи цельные квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой "C" – стержневой элемент фундамента забивного типа, выполненный в виде цельного железобетонного ствола с заостренным концом (с одной стороны). Задача сваи "С", будучи элементом фундамента - придавать устойчивость строению, передавая нагрузку от строения на грунт. Могут применяться на вечномерзлых, глинистых, торфяных, песчаных и других типах сложных или слабых грунтов. Данные сваи изготавливаются с применением армирования (внутреннего каркаса) и тяжелых бетонных смесей. Благодаря использованию железобетона получают отличную несущую способность, малочувствительны к подвижкам грунта, а так же имеют высокий срок службы (особенно в агрессивных средах).

Расшифровка маркировки сваи "С" (например С 90.30-6у):

С - свая квадратного сплошного сечения, тип элемента

90 – длина сваи в дм, округленная до целого числа

30 – сечения сваи в см, округленное до целого числа

6 - тип армирования

У (может отсутствовать) - повышенная ударостойкость


Основными нормативными документами, регламентирующими производство железобетонных свай "С", будут являться:

  • ГОСТ 19804-2012
  • Серия 1.011.1-10

и ряд других документов.


Как правило, при возведения фундаментов для малоэтажных жилых построек (до 3 этажей), используются сваи с сечением 150*150мм, 200*200мм и 300*300мм. Выбор сечения будет зависеть от основных строительных материалов (дерево, газобетон, кирпич и тд), высоты строения и других факторов, влияющих на несущую способность фундамента.

Характеристики бетонных смесей для производства свай, используемых в ИЖС, напрямую зависят от проекта здания и условий эксплуатации (климат, грунт и прочее). Усредненными показателями будут являться:

  • Бетонные смеси марки B22,5-B25 (М300-М350)
  • Морозостойкость не ниже F150 (в некоторых регионах может доходить до F600)
  • Водонепроницаемость рассчитывается для каждого проекта отдельно (после геологоразведки), но в целом этот показатель должен быть не ниже W6.

Для армирования железобетонных свай используется арматура AI и AIII, а так же проволока Вр-1. Основными элементами армирования сваи будут являться:

  • Каркас "КП". Изготавливается из 4 арматурных стрежней, на которые навивается и приваривается проволока
  • Армирующие сетки "С". Тип, толщина материала и размещение зависит от маркировки сваи
  • Строповочные петли "П". Для подъема и перемещения сваи
  • Для некоторых моделей копров, в тело сваи, устанавливается дополнительный арматурный стрежень

 

Для изготовления железобетонных свай квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой "С", на нашем заводе, используется следующее оборудование:

  • Сварочное оборудование, в том числе сваенавивочный станок и гибочное оборудование. Для изготовления армирующих элементов 
  • Специализированные металлоформы
  • Пластиковые фиксаторы. Используются для корректного позиционирования каркаса и создания равномерного защитного бетонного слоя, в процессе формования изделия
  • Вибростолы. Используются для виброформования и равномерного уплотнения бетонной массы в форме
  • Пропарочные камеры. Используются для ускорения и создания правильных условий созревания бетона в форме

а так же другое оборудование.

Специалисты нашего предприятия, в обязательном порядке, проводят контрольный анализ материалов, бетонный смесей и готовых изделий, чтобы исключить вероятность брака.


Этапы изысканий и проектирование фундамента

Для правильного выбора типа фундамента необходимо учесть множество факторов: грунт на участке, рельеф, материал для постройки дома, локация участка, климат (включая сезон, когда Вы хотите приступить к работе), логистика, возможность материального и технического обеспечения, а уже исходя из этих данных - экономическая составляющая проекта.


Геологоразведка и подготовка участка

Пожалуй один из самых важных этапов любого проекта постройки дома.

При заказе услуги геологоразведки - к Вам на участок приедет специальная буровая техника и произведет бурение порядка 3-4 контрольных скважин. Далее, образцы грунта будут отправлены на анализ в лабораторию, после проверки образцов Вы получение заключение и рекомендации для дальнейших действий, а именно:

  • Типы и характеристики грунта, на разных глубинах, расположенные под Вашим участком. В том числе и глубину залегания более твердых пород, на которые можно будет опереть наш свайный фундамент
  • Анализ водонасыщенности грунта и анализ самих грунтовых вод, что позволит выяснить степень агрессивности среды и возможные проблемы с подвижностью грунта
  • Приблизительный расчёт поведения грунта на определенном временном отрезке, при возведении дома на этом участке
  • Предписания и рекомендации по выбору типа фундамента и проведению дальнейших работ

Данные этих изысканий - основа для дальнейшей разработки всего проекта дома! Не пренебрегайте этой услугой, в дальнейшем это может сэкономить множество сил, нервов и средств.

Более подробную информацию об изысканиях геологоразведки можно найти в данном документе "СП 11-105-97. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА"

Когда же выбор фундамента на забивных железобетонных сваях, учитывая заключение геологоразведки и рельеф участка, будет целесообразен?

1. Когда мы имеем дело с нескальными грунтами следующих подгрупп: песчаные, глинистые, биогенные, насыпные, намывные и т.д... Например торфяные грунты, а так же некоторые виды водонасыщенных или подвижных грунтов. Безусловно, на проблемных грунтах можно возводить другие типы фундаментов (ленты или плиты), но для этого требуется, как минимум произвести выемку и замену грунта (и его укрепление/уплотнение) под будущим фундаментом. Но и это не будет гарантировать качественного основания для возведения фундамента, плюс добавляем сюда расходы на работы и технику, логистику и возможность работы техники на участке.

2. Наличие "линз" в грунте. Т.е. наличие локальных пятен (мест) концентрации одного вида грунта в другом. Использование свай, в данном случае, позволит пройти проблемный участок, забив сваю на большую глубину.


3. Наличие уклонов и сильных неровностей участка.  Использование свайного фундамента позволяет нивелировать практически любые перепады высот рельефа на участке. Для других видов фундаментов требуется ровная поверхность и здесь мы снова упираемся в дополнительные расходы и технические возможности, если Вы хотите выровнять участок. Для возведения свайного фундамента, выравнивание рельефа практически не требуется, обычно ограничиваясь уборкой насаждений и выравниванием небольших, но резких перепадов (кочки, ямы и тд), чтобы копру (сваебойной машине) удобно было работать.



Основные ограничения, для использования свайного фундамента, если мы говорим о геологии и рельефе:

1. Грунты скальных групп. Например с присутствием большого количества крупнообломочных материалов (камней)

2. Возможность доставки и работы техники (в первую очередь копра) на участке.

Кроме того, с учетом геологоразведки, могут быть наложены ограничения на работы, если рядом находятся другие строения. Но об этом мы поговорим чуть позже.


Проектирование фундамента

Мы получили все необходимые данные по участку застройки, определились с материалами из которых будем строить дом, теперь время заняться проектом.

Как мы писали выше - в ИЖС ,в основном, используются сваи с сечением 150*150мм, 200*200мм и 300*300мм, сечение сваи будет зависеть от требований по несущей способности, способу расположения свай и грунту. В зависимости от глубины залегания более твердых пластов грунта, служащих опорой для свай - сваи могу забиваться на глубины от 3м до 10м. И здесь стоит отметить ещё один плюс фундамента на железобетонных забивных сваях: благодаря тому, что сваи забиваются на весьма большую глубину, которая чаще всего превышает глубину промерзания - такой фундамент отлично справляется с морозным пучением и любыми другими деформациями грунта, связанными с климатическими факторами.

Для расчета нужного количества свай необходимо учесть несущую способность 1 сваи (в грунте определенного типа), далее определить вес дома (стройматериалы, крыша, бетонные узлы и тд) и добавить вес "интерьера" (мебель, сантехника и прочее). Добавив 30% (запас прочности) к весу готового жилого строения и разделив получившуюся сумму на несущую способность сваи - мы получаем необходимое количество свай.

Другой важный момент - способы расположения свай. 

Способы расположения железобетонных свай:

  • Одиночные сваи. Сваи устанавливаются на "проблемных" (критических) точках будущего здания (как правило, это угловые сваи и центральная опора). Такой способ обычно применяется для небольших хозяйственных строений (беседки, сараи и тд) или малогабаритных жилых домов из лёгких стройматериалов.
  • Сваи расположены рядами. Сваи располагаются под будущими стенами и перегородками здания, учитывая нагрузку и ширину пролета. Расположение и удаление свай друг от друга рассчитывается на стадии проектирования дома, в том числе и с учетом архитектуры, а так же будущей планировки. 
  • Свайное поле. Сваи устанавливаются по всей площади будущего строения, на определенном расстоянии друг от друга. Данный способ применяется при свайно-плитном фундаменте или для повышения несущей способности фундамента. В ИЖС используется редко, т.к. требует относительно больших денежных затрат.

Кроме того, в конечном расположении свай, стоит учесть разность нагрузок на определенные участки дома, т.к. вес не будет равномерным на всей его площади. Особенно это касается двух-трёхэтажных домов с четким зонированием частей дома и помещений.

В рамках данной статьи, мы остановимся на "рядном расположении", именно оно является самым распространенным в сфере ИЖС.


Следующий важный момент - выбор обвязки железобетонных свай. Обвязка свай - завершающий этап, который объединяет сваи в единую конструкцию фундамента, что позволяет равномернее распределять нагрузку на каждый его элемент (сваю). Применительно к хозпостройкам или малогабаритным домам (дачи, летние домики из лёгких стройматериалов), обвязка свай - не обязательный этап, чаще всего используют деревянные или металлические балки, которые укладывают на заранее установленный оголовок сваи и закрепляют.

Применительно к домам, построенным для постоянного проживания, используется железобетонный ростверк, трёх типов:

1. Высокий (висящий) ростверк. Между нижний частью ростверка и грунтом остаётся пространство. Такой тип ростверка чаще всего применяется на водонасыщенных грунтах и в условиях неровного рельефа участка (когда нет возможности или необходимости дополнительного выравнивания). Основным минусом будет являться - открытый цоколь и необходимость дополнительно утепления пола.

2. Малозаглубленный ростверк. Ростверк незначительно заглубляется в грунт. Данный тип ростверка позволяет сделать закрытый цоколь, при относительно небольшом объёме земляных работ. Основными минусами здесь являются: необходимость дополнительной грунтоподготовки (траншеи (котлован), песчаные подушки и тд), гидро и теплоизоляция фундамента, дренажные системы и системы вентиляции цоколя.

3. Заглубленный ростверк. В целом, устройство аналогично второму варианту, но сам ростверк значительнее заглублен в грунт. В ИЖС встречается редко, т.к. требует относительно высоких денежных затрат на изготовление.


Конечный выбор типа обвязки свайнового фундамента - личное предпочтение каждого домовладельца и ограничивается лишь вашими желаниями и возможностями.

В проект свайного фундамента с ростверком, так же закладываются и расчеты пролета (расстояние между сваями), для более правильного распределения нагрузки, а так же сохранения работоспособности всей системы (фундамент + ростверк) при смещении от проектной оси/горизонта одной или нескольких свай. Смещение сваи может произойти по нескольким причинам, например: ошибки при геологоразведке (глубина плотного грунта определена не верно, наличие линз и прочее), подвижки грунта, большие локальные нагрузки (вес дома и интерьера) и другие причины. Ростверк не может и не должен брать на себя роль основного несущего элемента на слабых грунтах, т.к. его несущая способность и противодействие подвижкам/деформациям грунта гораздо меньше нежели у сваи, основная роль ростверка - обвязка свай (объединение фундамента в единую систему) и распределение нагрузок.

Методы обвязки, для всех типов ж/б ростверка, будут одинаковыми - метод "жесткого защемления".

После забивки сваи на проектную глубину, выступающую часть "распускают" (сбивают слой бетона, оголяя арматурный каркас и зачищая его). Далее возводится опалубка (опалубка зависит от типа ростверка), в неё закладывается армирующий арматурный каркас будущего ростверка и скрепляют (перевязывают) его с оголенным каркасом сваи, таким образом получая единый каркас всей системы. В опалубку заливают бетонную смесь и после застывания получают практически монолитную железобетонную конструкцию.


Любые другие методы (например "шарнирное опирание") будут менее эффективны и жизнеспособны, при воздействии внешних факторов на систему фундамента.



Этап подготовки и возведение фундамента


Подготовка
Весь процесс подготовки, непосредственно к проведению работ, заключается в расчистке/подготовке участка, разметке места забивки свай (согласно проекта) и согласование на проведение работ с вашими соседями, если таковые имеются.

И тут мы возвращаемся к пункту, о котором говорили выше, после результата изысканий геологоразведки, а именно "ограничение на проведение работ". Первое основное ограничение будет вызвано вибрациями, генерируемые работой копра (молота), передаваемые соседним строениям. Это может вызвать проседание фундамента (из-за смещения грунтов) и появление трещин в соседних строениях.

Более подробную информацию об этом можно найти в "СП 45.13330.2017", "СНиП 3.02.01-87" и других документах 

В нынешнее время существует множество вариантов легких мобильных копров, с относительно небольшими молотами, соответственно и с меньшей производимой вибрацией.

Второе основное ограничение будет актуально при строительстве двух-трехэтажных домов из тяжелый стройматериалов и связано с неоднородностью грунтов на участке или разнящимися показаниями геологоразведки. Т.е. по результатам изысканий, геологоразведка не дала точного представления о залегании грунтов под вашим участком (глубины, типы и тд). Что же делать в этом случае, чтобы быть уверенным в прочности и долговечности фундамента? Один из возможных вариантов - провести повторные изыскания. Второй вариант -проверка сваи на "отказ".
Отказ сваи – это предельная глубина погружения опоры в грунт под воздействием ударной нагрузки молота копра.
На размеченном участке выбирают место и забивают сваю до проектной глубины (проектного отказа), если после достижения проектной глубины основание сваи упирается в плотный грунт и дальнейшее погружение (фактический отказ) происходит гораздо медленнее - забивка сваи считается успешно выполненной. Достижение отказа фиксируется с точностью до 1 мм специальным прибором – прогибомером.
В некоторых случаях можно произвести забивку нескольких свай в разных точках (проверка однородности грунта и залегания слоя). Дополнительно могут проводится испытания на временные нагрузки: после забивки одной или нескольких свай до проектной глубины, их оставляют на определенное время (иногда до 3-4 недель), чтобы свая передала нагрузку на грунт и тем самым провести проверку его плотности. После истечения времени, сваебойную машину устанавливают на эти же сваи и запускают процесс забивания снова, если подтверждается факт фактического отказа - свая считается установленной, а грунт пригодным. В любом случае, при начале работ всегда забивается "пробная свая", чтобы удостоверится в правильности результатов изысканий и проектных данных.

Но помните, что паранойя - это не всегда хорошо!)
Задача данной статьи - предоставление информации, а информация это не только плюсы и реклама, но и минусы, чтобы быть предельно объективными и честными с клиентом. Зная о таких нюансах перед началом проектирования - легче предупредить все возможные проблемы.

Возведение
Техника, сваи и рабочие находятся на объекте и бригада приступает к забивке свай по размеченному участку.
Сваи устанавливаются на точку, выводятся в вертикальное положение и с соблюдением всех осей, забиваются до проектной глубины. Детально писать про данный процесс, в рамках этой статьи, мы не будем.

Основа Вашего фундамента будет готова через 1-2 дня - именно столько обычно требуется на забивку свай.
Далее уже можно приступать к строительству или возведению ростверка. Для возведения ростверка, используя нивелир, размечают сваи по необходимой высоте и распускают. Возводится опалубка, закладывается армирующий каркас и заливается бетонная смесь. После того, как бетон набрал прочность, опалубка демонтируется и начинается следующий этап строительства. 


Итоги


Итак, что же мы имеем в итоге? Наверное будет проще показать это плюсами и минусами. Мы не будем говорить о конкретной экономической составляющей, т.к. она будет зависеть от региона и конкретных цен на материалы и рабочую силу.


Плюсы:

  • Возможность установки фундамента практически на любых проблемных грунтах и рельефах
  • Земляные работы сводятся к минимуму
  • Долговечность фундамента (особенно в агрессивных средах)
  • Одна из особенностей технологии забивки свай заключается в том, что в процессе заглубления сваи (благодаря вибрациям, созданию напряжения и уплотнения) происходит укрепление грунта вокруг неё. Да, продолжительность данного эффекта (пиковые показатели) носит временный характер (в среднем, порядка 5-10 лет), но за это время процессы усадки будут происходить гораздо умереннее и безопаснее для конструкции
  • Относительно простой процесс возведения
  • Экономия времени и денежных средств на работы и технику
  • Довольно прозрачный процесс расчетов и работы системы
  • Скорость возведения 1-2 дня и можно приступать к строительству
  • Работы, по забивке свай, могут проводится в любое время года (даже зимой)

Минусы:

  • Не смотря на всю простоту технологии - подходить к этапу изысканий и проектирования нужно крайне ответственно. Практика показывает, что этим этапом часто пренебрегают, ошибочно полагаясь на "все так делают и у них все хорошо"
  • Практически невозможно организовать погреб или подвал. Существуют проекты домов, на свайном фундаменте, с погребом, но в реалиях сложных водонасыщенных грунтов - реализация такого проекта просто нецелесообразна
  • Возможные дополнительные ограничения (нюансы) в работе, с учетом геологоразведки и расположенным рядом постройкам


Если у Вас всё ещё остались вопросы - сотрудники завода "СПЕЦЖБИ" всегда готовы на них ответить. Вы можете уточнить информацию в любой удобной для вас форме, просто связавшись с нашими специалистами по контактным данным на этой странице.