Фундаменты на илистых грунтах

Обновлено: 13.05.2024

Для любой постройки требуется надежная основа. Учитывая технологические и экономические факторы, свайный фундамент на слабом грунте считается оптимальным вариантом.

Грунтовые породы с малой прочностью называются слабыми. Они образуются путем постепенного скопления тонких частиц на дне озера, моря, прочих водоемов. При медленном оседании таких элементов создается рыхлый осадок, который относится к водонасыщенному грунту. Сначала данное образование совсем слабое. Со временем на нем накапливаются новые слои, под весом которых происходит уплотнение частиц, появляется начальная прочность.

Вода противодействует такому процессу. Все же уплотнение осадка способствует появлению коллоидной структуры с небольшой прочностью. Чем больше осадок освобождается от воды, тем больше он уплотняется, переходя в ранг прочных пород. При насыщении почвы водой происходит обратный процесс.

Зачастую рыхлые осадки, заполняющие водоем, через много лет создают болотистую низину с водонасыщенными породами. Твердая глинистая земля также становится после насыщения водой слабым грунтом. Потому одним из способов возвращения прочности почве является устройство водоотводов.

Рыхлые пески, сильносжимаемые породы, суглинки с пористостью 50%, торфяники с большим содержанием органики относятся к слабым грунтам. У подобных пород низкое расчетное сопротивление, обычно высокая степень влажности. При промерзании таких земель появляются пучинистые свойства.

Фундамент на слабом грунте испытывает подвижность пород и несущую нагрузку. На него воздействуют силы пучения почвы. Неправильно выполненный проект становится причиной разрушения несущих стен. Использование современных технологий позволяет избежать любых негативных явлений.

Территории со сложным илом, слабыми грунтами встречаются довольно часто. При приобретении участка основными критериями обычно являются: цена, близость к месту работы, наличие подъездных дорог. Поэтому нередко оказывается, что на понравившемся месте грунтовые условия для строительства бывают неблагоприятными. При геологических изысканиях вдруг становится ясно, что стройплощадка расположена на застарелом болоте. Впрочем, заболоченность может возникнуть на любом участке, если нет дренажа, а для забора обустроен сплошной ленточный фундамент без пропускных каналов.

Грамотное применение существующих методик позволяет возводить дома на любых грунтовых породах. Специалисты, профессионально подходящие к выполнению строительных работ, способны оперативно и качественно сформировать фундамент на слабом грунте.

Геологические изыскания

Для принятия правильного решения на подготовительном этапе возведения объекта проводятся геологические изыскания. На основе полученных результатов специалисты делают профессиональные выводы. Для слабых почв фундамент на сваях оказывается практически всегда безальтернативным решением.

Исследование физических свойств земли необходимо для определения возможности выдерживать нагрузку строения через фундаментное основание. Внешняя среда влияет на качественные характеристики почвы, которые меняются при изменении температуры, влажности, других явлений.

Расчет

Неправильная конструкция фундамента при строительстве на слабом грунте создает неравномерные осадки из-за которых надежность основы для дома снижается. Чтобы ограничить деформации, необходимо провести грамотно расчеты конструкции. Для этого применяются специальные алгоритмы. Обязательно рассматриваются два предельных состояния элементов фундамента. Во-первых, необходима прочность конструктивных составляющих. Во-вторых, проводится оценка осадки фундаментного сооружения.

При исследовании почвы может оказаться, что физико-механические свойства ее слоев различные. Это значит, их водонасыщение является не полным. Поэтому в расчетах необходимо отталкиваться от самого невыгодного варианта (полного водонасыщения).

Слабые грунтовые породы состоят из глины, плывунов, песчаных, торфяных пластов. При таком сочетании учитывается подвижность пород. Проект разрабатывается на основе результатов анализа грунта, взятого из контрольных скважин. Благодаря этим исследованиям рассчитывается несущая способность.

Свайный фундамент

Для водонасыщенных земель, участков с уклонным рельефом выгоден и надежен свайный фундамент. Другой вид основания для постройки на таких землях делать нецелесообразно. Предполагается, что устанавливаемые опоры должны упираться в плотные слои почвы, на которые будет передаваться вес строения. Понятно, что намного проще выполнить только лишь свайные работы, чем заботиться о водоотведении и выравнивании площадки под строительство. В этом случае застройщик экономит на стоимости земляных операций, обустройстве опалубки и т.д.

Затраты на возведение подобной конструкции получаются относительно невысокими. К тому же, значительно сокращается время строительства по сравнению с проведением работ, необходимых для плитного или ленточного основания. Строительство фундамента на сваях можно выполнять зимой и летом, весной и осенью.

Чтобы не допустить ошибок при выборе опор для фундамента на конкретном типе грунта, следует обратиться за помощью к специалистам. Компания Эндбери производит и выполняет монтаж винтовых и железобетонных свай.

Железобетонные сваи

Железобетонные конструкции являются долговечными и подойдут для любых грунтовых пород. Забивные сваи могут быть длиной 3-24 метра. Их сечение — 25-40 сантиметров. Надежность, эксплуатационные свойства конструкции определяются качественными характеристиками материала, из которого изготовлены опоры.

Расчетное число забивных столбов зависит от уровня пучинистости грунта. Ж/б свая при погружении должна преодолеть слабые пласты и достигнуть твердого слоя. Упираясь в крепкие породы, конструкция получается устойчивой и долговечной. При этом финансовые расходы на материал — небольшими, но требуется применение сложного оборудования для забивания железобетонных опор. Для этих целей применяются гидравлические, вибропогружатели или другая спецтехника.

Винтовые сваи

Конструктивной особенностью винтовых свай является заостренный стержень необходимой длины с лопастями. Благодаря этому свая врезается в землю и вкручивается. Винтовые сваи используются обычно для формирования фундамента под загородные дома. Процесс погружения опор в землю достаточно прост. Ввинчивание стержней может производиться вручную. Поэтому фундамент получается достаточно экономичным по стоимости.

Винтовые столбы считаются наиболее удобным вариантом при строительстве дома на слабых грунтах. Технология процесса создания винтовой конструкции несложная. На основании проектных расчетов определяются места установки столбов, закручивание которых может осуществляться вручную или с помощью спецтехники.

После возведения свайного сооружения делается ростверк, соединяющий воедино все элементы. В результате правильного монтажа преимущества винтовой конструкции очевидны:

строительство можно выполнять на слабых грунтах с неровным рельефом;
дом располагается над поверхностью земли;
исключается развитие процесса гниения, поскольку происходит проветривание дома снизу;
простой способ установки свай. Их ввинчивание возможно усилиями двух человек;
возможность монтажа в зимних условиях.

Лопасти винтовых опор, закрепленные в грунтовых породах, способны удерживать строение определенного веса. Мощность твердого пласта должна быть порядка трех метров или больше.

Длина свайного столба делается такой, чтобы пронзиться через слабые пласты и закрепиться в несущих слоях. Условиям грунта должна соответствовать специальная конфигурация лопасти. При необходимости винтовая опора наращивается до требуемой длины.

Для жесткости конструкции установленные сваи соединяются ростверком из стального швеллера, бруса или бетона. Ростверк способствует передаче нагрузки от несущих элементов дома на опоры.

Конструкция винтового фундамента:

экономична по стоимости в сравнении с традиционными видами оснований;
формируется достаточно быстро в любое время года;
получается безопасной, надежной;
не подвергается морозному пучению;
является долговечной и прочной.

Каждая свая, выполненная из качественных материалов, способна выдержать нагрузку до пяти тонн.

Агрессивная коррозийность почвы

Во влагонасыщенных грунтах создается агрессивная среда, ускоряющая процесс коррозии. Металл прочнее бетона, но он сильнее испытывает губительное влияние влаги. Поэтому металлические элементы должны быть защищены от разрушающих факторов внешней среды.

Следует отметить, что разрушение металла происходит постепенно. Оно начинается с поверхностных слоев. Поэтому одной из мер антикоррозийной защиты является увеличение толщины металла. Чем стенка трубы толще, тем длительнее будет процесс разрушения. Это относится и к лопастям. Другими методами защиты является покрытие поверхности защитной пленкой, бетонирование полости трубы.

Вывод

При обустройстве фундамента на слабых грунтовых породах учитывается их сжимаемость, невысокая несущая способность. Основа здания сможет выдержать требуемую нагрузку при правильном расчете заглубления, длины, количества устанавливаемых столбов. Большое значение имеют характеристики грунта. Правильно выполненный монтаж свайной конструкции даже при сильно промерзании не подвержен подвижке

Данная книга представляет собой перевод учебника «Основания и фундаменты».
В книге освещаются методы классификации грунтов и скальных пород, а также основные вопросы проектирования и расчета оснований и фундаментов.
Книга предназначена для ознакомления инженеров-строителей и проектировщиков с состоянием фундаментостроения.

Предисловие редактора 4
Предисловие 10
Часть I. Свойства материалов оснований 12
Глава 1. Грунты и скальные породы 12
§ 1.1. Основные характеристики скалы и грунта 12
§ 1.2. Описание и полевое определение скальных пород 14
§ 1.3. Описание и полевое определение грунтов 20
§ 1.4. Индексационные свойства грунтов 24
§ 1.5. Свойства грунтовых частиц 25
§ 1.6. Соотношение между весом и объемом грунтового агрегата 29
§ 1.7. Структура и консистенция грунтового агрегата 37
§ 1.8. Системы классификации грунтов 45
§ 1.9. Порядок работы при классификации и описании материалов основания 57
Глава 2. Физические свойства грунтов и скальных пород 61
§ 2.1. Водопроницаемость грунта 61
§ 2.2. Водопроницаемость скальных пород 68
§ 2.3. Межчастичное и поровое давление 69
§ 2.4. Влажность грунта, дренаж и явления при замерзании 73
§ 2.5. Деформативные характеристики грунтов 78
§ 2.6. Деформативные характеристики песчаных грунтов 80
§ 2.7. Деформативные характеристики глинистых грунтов 81
§ 2.8. Методы исследования прочности грунта и скалы 94
§ 2.9. Сопротивление песка сдвигу 95
§ 2.10. Сопротивление сдвигу ила и илистого песка 98
§ 2.11. Сопротивление сдвигу глины 99
§ 2.12. Сопротивление сдвигу и прочность скалы при сжатии 101
Глава 3. Техника исследования грунтовой толщи 102
§ 3.1. Методы разведки грунтов 102
§ 3.2. Разведочное бурение 103
§ 3.3. Отбор образцов 107
§ 3.4. Прямые методы измерения консистенции и относительной плотности 112
§ 3.5. Прочие методы исследования грунта 115
§ 3.6. Запись результатов полевых исследований 118
Глава 4. Характер природных отложений 119
§ 4.1. Происхождение природных отложений 119
§ 4.2. Грунтовые отложения, образовавшиеся в период оледенения 121
§ 4.3. Речные отложения 127
§ 4.4. Эоловые отложения 131
§ 4.5. Береговые отложения 132
§ 4.6. Материковые скальные породы и элювиальные грунты 134
Глава 5. Объем исследований грунтов 138
§ 5.1. Составление программы исследований 139
Часть II. Типы фундаментов и методы их сооружения 143
Глава 6. Разработка котлована и крепление его откосов 143
§ 6.1. Введение 143
§ 6.2. Котлованы без крепления 144
§ 6.3. Крепление откосов неглубоких котлованов 145
§ 6.4. Крепление откосов глубоких котлованов 146
§ 6.5. Подвижки грунта, связанные с рытьем котлованов 148
Глава 7. Дренаж и стабилизация грунта 149
§ 7.1. Введение 149
§ 7.2. Дренажные канавы и зумпфы 150
§ 7.3. Иглофильтры 151
§ 7.4. Глубинные насосы 153
§ 7.5. Уплотнение грунту с помощью песчаных свай 153
§ 7.6. Различные способы осушения и укрепления грунтов 154
Глава 8. Раздельные и сплошные фундаменты 156
§ 8.1. Типы фундамента 156
§ 8.2. История развития фундаментостроения 156
§ 8.3. Общие положения 158
§ 8.4. Допускаемое давление на грунт 159
§ 8.5. Обычный метод определения размеров фундамента для обеспечения одинаковой осадки 160
§ 8.6. Определение размеров фундамента 161
§ 8.7. Групповые фундаменты 163
§ 8.8. Сплошной фундамент 164
§ 8.9. Полы, опирающиеся на грунт 165
§ 8.10. Дренаж и гидроизоляция 165
Глава 9. Свайные фундаменты 168
§ 9.1. Типы свай 169
§ 9.2. Забивка свай 173
§ 9.3. Работа свай на вертикальную нагрузку 176
§ 9.4. Свайные ростверки 178
Глава 10. Опоры 181
§ 10.1. Определения 181
§ 10.2. Способы сооружения опор 181
Глава 11. Мостовые опоры, подпорные стенки и устои 189
§ 11.1. Мостовые опоры 190
§ 11.2. Подпорные стенки 190
§ 11.3. Устои 193
Глава 12. Усиление и подводка фундаментов 194
§ 12.1. Временные усиления 194
§ 12.2. Подводка фундаментов 196
Часть III. Проектирование и расчет оснований и выбор типа фундамента 198
Глава 13. Факторы, определяющие выбор типа фундамента 198
§ 13.1. Основные стадии проектирования 198
§ 13.2. Несущая способность и осадка 200
Глава 14. Фундаменты на песке 202
§ 14.1. Основные характеристики песчаных отложений 203
§ 14.2. Фундаменты на песке 203
§ 14.2,а. Примеры расчета фундаментов на песчаном грунте 211
§ 14.3. Сплошные фундаменты на песчаном грунте 216
§ 14.3,а. Расчет сплошного фундамента на песке 217
§ 14.4. Свайные фундаменты в песчаных грунтах 219
§ 14.5. Опоры на песчаном основании 224
§ 14.6. Земляные работы в песчаных грунтах 225
§ 14.7. Влияние вибрации 227
Глава 15. Фундаменты на глинистых грунтах 228
§ 15.1. Основные характеристики глинистых грунтов 228
§ 15.2. Раздельные фундаменты на глине 229
§ 15.2,а. Пример расчета раздельных фундаментов на глине 233
§ 15.3. Сплошные фундаменты на глине 236
§ 15.4. Свайные фундаменты на глинах 236
§ 15.4,а. Пример расчета свайных фундаментов на глине 242
§ 15.5. Опоры в глинистом грунте 243
§ 15.6. Осадка фундаментов на глинах 244
§ 15.6,а. Пример расчета осадки сплошного фундамента на глине 253
§ 15.6,б. Пример расчета осадки свайного фундамента на глине 255
§ 15.7. Горизонтальные силы и деформации, возникающие под действием вертикальных нагрузок на глину 257
Глава 16. Основания на илистых и лессовых грунтах 260
§ 16.1. Основные характеристики илов и лессов 261
§ 16.2. Раздельные и сплошные фундаменты на илистом грунте 262
§ 16.3. Сваи в илистом грунте 263
§ 16.4. Опоры в илистом грунте 263
§ 16.5. Раздельные и сплошные фундаменты на лессах 264
§ 16.6. Сваи и опоры в лессах 265
Глава 17. Фундаменты на неоднородном грунте 266
§ 17.1. Введение 267
§ 17.2. Мягкие или рыхлые пласты на плотном грунте 268
§ 17.3. Плотный или жесткий грунт, подстилаемый мягким грунтом 268
§ 17.3а. Пример расчета фундамента на песке, подстилаемом слоем глины 270
§ 17.4. Перемежающиеся слои мягкого и жесткого грунтов 273
§ 17.5. Невыдержанные отложения 273
Глава 18. Деформации оснований, вызванные производством работ 275
§ 18.1. Осадки, происходящие вследствие выемки грунта 276
§ 18.2. Осадка, возникающая вследствие вибрации 278
§ 18.3. Осадка вследствие понижения уровня грунтовых вод 279
§ 18.4. Деформации грунта от забивки свай 280
§ 18.6. Значение полевых наблюдений для контроля над производством работ 281
§ 18.6. Влияние методов производства работ на проектирование 282
Часть IV. Расчет и конструирование фундаментов 283
Глава 19. Центрально нагруженные фундаменты под отдельные колонны и стены 283
§ 19.1. Основы расчета 283
§ 19.2. Критические сечения 284
§ 19.3. Размещение арматуры 286
§ 19.4. Высота фундамента 287
§ 19.5. Порядок расчета и использование кривых для определения минимальной высоты фундамента 287
§ 19.6. Фундаменты колонн 288
§ 19.7. Свайные фундаменты под отдельные колонны 289
Глава 20. Фундаменты, подвергающиеся действию моментов 291
§ 20.1. Введение 292
§ 20.2. Равнодействующая в пределах средней трети подошвы 293
§ 20.3. Равнодействующая за пределами средней трети 295
§ 20.4. Момент относительно обеих осей 296
§ 20.5. Фундаменты несимметричной формы 297
§ 20.6. Момент в свайных фундаментах 298
§ 20.7. Сваи, работающие на растяжение 301
§ 20.8. Пример расчета мостовой опоры 301
Глава 21. Групповые и сплошные фундаменты 305
§ 21.1. Назначение групповых фундаментов 306
§ 21.2. Спаренные фундаменты прямоугольной и трапецеидальной формы 306
§ 21.3. Консольные фундаменты 308
§ 21.4. Назначение расчетных нагрузок 308
§ 21.5. Расчет конструкции спаренных фундаментов 309
§ 21.6. Проектирование сплошных фундаментов 311
Глава 22. Подпорные стенки и устои мостов 314
§ 22.1. Введение 314
§ 22.2. Размеры консольной подпорной стенки 315
§ 22.3. Силы, действующие на 'подпорные стенки 316
§ 22.4. Последовательность проектирования консольной подпорной стенки 322
§ 22.5. Пример расчета консольной подпорной стенки 322
§ 22.6. Подпорные стенки на сваях 324
§ 22.7. Пример расчета фундамента с наклонными сваями 328
§ 22.8. Устои моста 330
Оглавление 336

Основание на нестабильных почвах должно отвечать настоящим условиям эксплуатации. Перед началом строительных работ необходимо выбрать оптимальный вариант для устройства крепкой основы. Наличие илистых грунтов на стройплощадке является проблемой, которая потребует учесть массу нюансов при выборе правильного решения. Надёжные фундаменты на илах получится возвести, использовав свайную конструкцию с обвязкой. Данный тип основания представляет собой определённое количество железобетонных или металлических стержней, которые между собой объединены ростверком. Такое устройство отличается хорошими эксплуатационными характеристиками и приемлемой стоимостью.

Фундаменты на илах — изыскания в первую очередь

Одним из главных факторов грамотного создания основы строения, является профессиональный конструктивный расчёт, учитывающий все нюансы. В первую очередь это касается геологической разведки территории будущего строительства. Геологические изыскания выполняются перед началом строительных работ и помогают определить свойства грунтов, мощность пластов, детальный состав почвы, наличие просадок.

В ходе геологоразведочных работ выявляется глубина стабильного слоя, которая будет оптимальной для принятия нагрузки. Выявляется уровень просадочного давления и ряда других особенностей, позволяющих найти твердый слой. Для исследования анализов необходимо взять пробы с разной глубины и сделать несколько важных анализов. На участках выполняется несколько шурфов с разных местах, из которых происходит забор породы для проведения исследований.Благодаря полученных в результате геологических изысканий данных, принимается рациональное решение о типе фундамента, проводится расчёт несущей способности конструкции. Для установления нужных характеристик свайного остова — забивного или винтового, часто выполняется пробное бурение или вкручивание опор.

Свойства илистых грунтов

Ил представляет собой породу мелкодисперсную, мягкую. Коллоидные частицы ила окружают большого объёма оболочки воды, они значительно превышают частицы ила, это и становится высокой текучестью породы. Илы могут сильно набухать, задерживать воду, которая сильно увеличивается в объёмах при замерзании. Именно по этой причине одним из характеристик подобного типа почвы является сильная пучинистость. Высыхая, илы уменьшаются в объёмах, приобретают твёрдость, начинают трескаться.При необходимости устройства фундамента на илах, важно провести ряд мероприятий по укреплению. Есть несколько способов укрепить его структуру:

Создать песчаную подушку.
Провести процедуру силикатизации.

После укрепления прочность увеличится и обретёт достаточную несущую способность. Часто оптимальным решением строительства на илах становится свайный каркас.

Свайный фундамент

Благодаря конструктивным особенностям основания из свай, можно избежать процесса выдавливания опор из-за мороза. Стержни должны опираться на твердый пласт, расположенный ниже уровня илистой породы.

Металлические винтовые стержни являются хорошим вариантом свайного фундамента, важно на момент проектирования правильно подобрать длину и сечение опор, количество элементов. Если расчет несущей способности выполнен правильно с необходимой степенью заглубления столбов, соблюдена диагональ, применены сваи с нужным диаметром и в нужном количестве, то проблем с монтажом и последующей эксплуатацией здания не возникнет.

В ходе монтажа забивных железобетонных свай происходит уплотнение почвы, а это благоприятно сказывается на несущей способности основания. Опора под воздействием ударного механизма погружается, проходит проблемные илистые прослойки и якорится в твердом несжимаемом пласте. Устойчивость забивных и винтовых стержней усиливается обвязкой. Ростверк позволяет ослабить силу морозного пучения и максимально равномерно распределяет нагрузку. Илистый грунт, прорезанный качественными сваями, считается одним из оптимальных вариантов для устройства фундамента в сложных условиях

Фундамент на неустойчивом грунте

Существует несколько типов почвы, каждый из которых обладает своими особенностями, уровнем прочности, глубиной промерзания. Например, к характеристикам песчаного грунта относится хорошая пропускная способность, легкость, глубокое залегание водных горизонтов. В нем содержится много просадочных пород. Поэтому такие грунтовые слои подвержены вертикальному и горизонтальному смещению.

Другим видом грунта является скалистая прочная земля с небольшой глубиной промерзания. Данный вид почвы не склонен к пучению. У него практически нет просадочных пород. При строительстве не требуется сильного углубления фундамента.

Совсем другие свойства у глинистых пород, в которых огромное содержание влаги. Такая почва является пучинистой со значительной глубиной промерзания, множеством просадочных пород. Поэтому происходит неравномерная просадка почвы, что может привести к разрушению дома, если тип фундамента на неустойчивом грунте выбран неверно. При формировании фундаментной конструкции необходимо грамотно использовать способы, позволяющие нейтрализовать пучение.

Легкий торфяник имеет невысокую прочность. В нем УГВ довольно высокий. Эта порода насыщена влагой, является неустойчивой.
При различных нагрузках, промерзании, увлажнении она меняет свою структуру. Подобные свойства присущи почвам:

мёрзлым;
торфяникам, лёссовым;
рыхлым пескам;
пылевато-глинистым;
насыпным неуплотнённым.

При меняющемся состоянии прочность породы снижается. Из-за этого может произойти разрушение грунтовой основы. Необходимо предусматривать подобные риски, принимая грамотное решение по возведению основания. При обустройстве фундамента на неустойчивом грунте используются специальные технологии, позволяющие понизить чувствительность к происходящим деформациям.

Строительство на мерзлых землях

При возведении фундаментной конструкции мёрзлая почва может сохраняться в период монтажа и эксплуатации. В этом случае применяют разные виды свай. Свайные кусты объединяются ростверком.

Другим вариантом является строительство на оттаявших землях. Столбы забиваются до опирания на прочную породу. Увеличение жесткости наземного сооружения выполняется с помощью опоясывания конструкции по периметру здания.

Лессовые основания

Под воздействием внешних нагрузок и собственного веса лессовые почвы при намокании неравномерно просаживаются. Требуется принимать меры по недопущению просадки грунтов. Для этого выполняют:

вытрамбовывание котлованов;
глубокое заложение основания с прорезанием просадочных прослоек;
монтаж железобетонных свай, забитых до плотных грунтовых слоев;
другие работы.

Фундамент является важным конструктивным элементом при строительстве дома. Чтобы не было негативных последствий после его возведения, следует ответственно подойти к выбору типа основания.

Строители применяют различные методы создания фундаментной конструкции. Для этого приходится учитывать вес дома, рельеф, свойства грунтовых пород, архитектурные особенности постройки, УГВ на участке строительства.

Выбор вида фундаментного основания производится с учетом глубины промерзания. Непромерзаемым считается скалистый грунт, который укреплять не приходится, поскольку в нем нет просадочных пород.

Глубина промерзания торфяника, глинистых грунтов достаточно высокая. Для основы под дом нужно создавать глубокие котлованы или использовать менее затратный способ формирования основания с помощью свай.

Винтовые сваи

Свайно-винтовой фундамент считается универсальным типом основания. Он делается довольно быстро, может прослужить сто лет и больше.

Преимущества:

технологичность;
оперативность строительства;
экономичность. Стоимость свайного фундамента получается значительно ниже по сравнению с другими видами;
возможность установки при любых климатических условиях;
УГВ не влияет на надежность конструкции.

Винтовые сваи легко вкручиваются в землю с низкой плотностью. В жесткий грунт металлическая опора внедряется с трудом. Лопасти не выдерживают, если на пути встречаются камни.

Обязательным требованием считается глубина погружения сваи. По строительным нормам минимальная величина в мягкой почве составляет 3048, а в плотной – 1542 миллиметров.

Элементы винтовой опоры выполнены из металла определенной толщины. Конструкция должна выдерживать нагрузку от постройки и условия эксплуатации.

В зависимости от качественных характеристик металла происходит коррозийный процесс, из-за которого срок службы свайно-винтового фундамента разный. Он может составлять 40 лет, или конструкция может прослужить несколько столетий.

Срок эксплуатации свайного изделия, покрытого цинком, на суглинистой почве будет значительно больше пятидесяти лет в отличии от стальной трубы, покрашенной дешевой краской. То есть породы с сильной коррозионной активностью требуют применения износостойкого цинкового покрытия.

Если при проектировании свайного поля учесть степень коррозионной агрессивности почвы, прочие особенности, выполнить правильный расчет качественных свай, профессионально их установить, то фундамент на неустойчивом грунте подойдет для любой постройки. Возведение основания стоит поручить профессионалам. Например, можно заказать производство и монтаж винтовых или железобетонных свай в компании Эндбери.

Пучинистость

Если грунт увеличивается в объеме в процессе перехода талого состояния в мерзлое, то он является пучинистым. Заполнение пор почвы водой, которая превращается в лед, является основной причиной морозного пучения.

Фундаментные основания на землях с подобными свойствами поднимаются, если не предпринять действий по уравновешиванию нагрузок и сил пучения. Причем подъем бывает неравномерным, так как пучинистые деформации неравномерны. Это приводит к разрушению наземной части дома.

Для освобождения фундаментной подошвы от сил пучения ее заглубляют ниже глубины промерзания. Но на глубоких фундаментах боковая поверхность достаточно большая, на которую оказывают воздействие касательные силы пучения, выпучивая фундамент малоэтажных зданий. Предпринимаемые меры для компенсации касательных сил выливаются в большие финансовые затраты. Поэтому свайный фундамент на неустойчивом грунте считается наилучшим вариантом.

Конструкция с бетонным ростверком

Свайную конструкцию на пучинистых почвах объединяют мелкозаглубленным бетонным поясом. Ростверк от поверхности земли находится на глубине от 15 до 60 сантиметров. Лопасть винтовой сваи должна располагаться ниже линии промерзания. Благодаря этому обеспечивается устойчивость фундаментного основания.

Конструктивные особенности винтовой опоры способствуют минимальному воздействию сил морозного пучения по сравнению, например, с забивными сваями. Лопасть свайного изделия обеспечивает несущую способность. Винтовые столбы на неустойчивом грунте воспринимают усилия промерзающей породы, а ростверк создает единую систему, образуя жесткую основу с перераспределением действий грунтовых деформаций.

Высокий УГВ

Если грунтовые воды расположены на расстоянии менее, чем полтора метра от поверхности земли, то их уровень считается высоким. Стоимость работ по обустройству фундаментного основания с котлованом значительно удорожается, поскольку приходится выполнять работы по удалению воды. Самым рациональным решением для подобных условий считается формирование свайно-винтового фундамента.

В процессе вкручивания опор земляные работы проводить не приходится. Подготовленное свайное поле объединяется обычно ленточным ростверком с заглублением на полметра. При этом нет необходимости защищать фундаментную конструкцию от подземных вод.

В последние годы винтовой фундамент стал достаточно актуальным. Это объясняется его характеристиками. Например, стоимость такого основания раза в два дешевле, чем необходимая сумма для ленточного. Вкрученные в землю трубы с лопастями выравниваются по горизонтальной плоскости, чтобы уложить плиту перекрытия или сделать ростверк, а затем возводить дом. Нагрузка от постройки ложится на грунтовые слои, расположенные на глубине. При этом компенсируются подвижки породы.

Основным элементом подобной фундаментной конструкции являются сваи. От их качества зависит период эксплуатации постройки. Для производства винтовых опор используется хорошая сталь. Такая конструкция может быть единственным вариантом основы под строение на нестабильном грунте.

Она рекомендована для:

песчано-глинистого, суглинистого грунта;
насыщенной водой земли;
любых слабых пород.

Если твердый слой находится на большой глубине, то целесообразно при возведении строения применение свайного основания. Ростверк, опоясывающий конструкцию, позволяет выдерживать высокие нагрузки. При этом можно построить дом из кирпича, газобетона.

Способы монтажа

Фундаменты на сваях формируются с помощью технологий, позволяющих установить:

забивные столбы. Железобетонные опоры погружаются в землю благодаря специализированной технике;
винтовые столбы, которые вкручиваются до достижения прочного грунтового слоя. Внутренние части опоры усиливаются бетоном.

Вид свайного основания выбирается с учетом УГВ, типа почвы, массы постройки. Различные способы монтажа отличаются сложностью, трудоемкостью, стоимостью. Свайно-ростверковые основания подходят для тяжелых зданий.

Наиболее прочными считаются забивные ЖБ сваи. Они способны выдерживать высокие нагрузки. Работы по забиванию опор с заостренным концом производятся специализированным оборудованием.

Железобетонные изделия делаются из качественного бетона с армированием в заводских условиях. Забивные опоры выпускаются разной длины. Они используются для сооружений на всех почвах кроме скалистых.

Технология монтажа ЖБ стержней основывается на точных расчетах по допустимым нагрузкам. Столбы погружаются до максимально устойчивого грунтового пласта. ЖБ конструкции создают часто при промышленном строительстве, поскольку приходится проводить работы с применением тяжелой техники, которая не всегда может пробраться, например, на дачный участок.

Металлические винтовые опоры стали сегодня достаточно популярными благодаря экономичности, легкости обустройства, возможности монтажа на неустойчивых грунтах. Свайная конструкция не дает усадки, обеспечивает равномерность распределения веса постройки. При необходимости всегда можно расширить площадь фундамента. Свайное основание делают под коттеджи, бани, гаражи. На слабых почвах обеспечивается устойчивость свайной конструкции.

Винтовая свая 133х4000

Винтовая свая 219х3500

Винтовая свая 219х4500

Но следует отметить, что долговечность свайного сооружения зависит от строгого соблюдения технологии, качества материала. Прежде всего выполняется скрупулезный расчет количества опор, их параметров.

Длина свай зависит от глубины нахождения прочного грунтового пласта, который в состоянии выдержать нагрузку от постройки

Фундамент на забивных сваях

Фундамент на забивных сваях (свайно-забивной фундамент) возводится в основном из элементов заводской готовности с помощью специальной установки — копёра. В малоэтажном строительстве применяются железобетонные заострённые сваи сплошного квадратного сечения 200/250/300 х 200/250/ 300 мм длиной 3–6 м (некоторые фирмы предлагают также «негостовые» изделия сечением 150 х 150 мм и длиной 2 м, предназначенные для лёгких построек).

Шаг, необходимую длину и сечение опор определяют согласно СНиП 2.02.03-85 с учётом прочности материалов фундамента, несущей способности грунта (о георазведке мы поговорим особо) и типа свай. Строительные нормы различают сваи-стойки, опирающиеся сквозь неплотные или пластичные породы на скальные и малосжимаемые грунты (крупнообломочные с песчаным заполнением, а также плотные глины), и висячие сваи, несущая способность которых обеспечивается силами трения между боковыми поверхностями и грунтом. Расчёт первых и вторых осуществляется по разным формулам.

Чтобы сориентировать читателя, скажем, что, например, в болотистых районах Московской области, как правило, применяют висячие сваи длиной до 4–5 м, забитые с шагом 1,5–2 м. Сваи располагают под наружными и внутренними капитальными стенами здания и забивают так, чтобы над поверхностью почвы остались выпуски длиной 0,4–0,7 м — их затем связывают монолитным железобетонным ростверком или рандбалками минимальным сечением 200 × 300 мм. Чтобы соединить арматурные каркасы ростверка и свай, последние «распушают», то есть сбивают бетон с верхней части.

Важно учитывать: если ростверк покоится на грунте, на него действуют силы морозного пучения. Чтобы уменьшить их, в опалубку сначала подсыпают песок на высоту не менее 20 см (после распалубки по периметру дома устраивают отмостку по пескогравийной подушке). Песок почти не увлажняется и отчасти компенсирует давление грунта. Преимущества забивного фундамента в том, что сваи при монтаже уплотняют грунт, благодаря чему их несущая способность увеличивается. К тому же заводские ЖБИ по прочности и долговечности превосходят и металлические винтовые, и изготовленные на объекте заливные (буровые).

Наконец, монтаж забивных свай не занимает много времени. Но чтобы возвести такой фундамент, нужно обеспечить проезд и передвижение по участку сваебойной машины или грузовика с автокраном, который доставит копёр и сваи. Деревья и сооружения помешают работе, поэтому возвести фундамент без дополнительных расходов на восстановление оград, дорожек и посадок удастся лишь на начальном этапе освоения участка. К минусам стоит отнести и высокую стоимость конструкции: каждая свая длиной 4 м с учётом монтажа обойдётся в 9–12 тыс. руб. Расходы на забивной фундамент оправдывают себя только на сложных грунтах и если строительство необходимо закончить в сжатые сроки.

Чтобы снизить теплопотери дома и воздействие сил морозного пучения на фундамент, ростверк утепляют снаружи плитами ЭППС и возводят бетонную отмостку. Утепление особенно необходимо в случае свайно-плитного фундамента, где есть риск подъёма промёрзшим грунтом краёв плиты. Фото: IZBA De Luxe

Фундамент на буровых сваях

Фундамент из буровых свай в последнее время завоевал немало приверженцев среди строителей. Это один из оптимальных вариантов для дома с брусовыми или бревенчатыми стенами, и обойдётся он на 30–40 % дешевле забивного фундамента. Основание этого типа можно соорудить без привлечения автотехники — достаточно приобрести или взять в аренду механизированные бур и бетономешалку. Суть технологии в том, что в грунте бурят отверстия диаметром 150–300 мм, надстраивают их опалубкой из свёрнутых в трубку листов рубероида, затем опускают в каждую скважину арматурный каркас (обычно из трёх-четырёх ниток арматуры диаметром 10–16 мм) и заливают тяжёлый бетон марки М300. Если грунт осыпается или плывёт, в отверстия предварительно вставляют обсадные трубы, как правило — асбестоцементные. При высоком уровне грунтовых вод на помощь приходит дренажный насос, в считанные секунды осушающий скважины, а уплотнить бетон позволяет погружной вибратор.

На практике таким способом (без применения самоходной буровой установки) можно заложить фундамент на глубину до 4 м. Важным плюсом технологии является то, что в нижней части сваи можно сформировать уширение, которое позволяет значительно увеличить несущую способность опоры на просадочных грунтах и одновременно служит своеобразным якорем, противодействующим силе морозного пучения. Чтобы выполнить уширение, используют специальный бур с выдвижным плугом (ТИСЭ-Ф и его аналоги). Ещё одно преимущество заключается в возможности без дополнительных затрат сил и времени на «распушение» прочно связать (или сварить) арматурные каркасы свай и ростверка, увеличив тем самым прочность всей конструкции. Что до минусов, то это прежде всего зависимость результата от пресловутого человеческого фактора — опытности и добросовестности рабочих.

Монтаж буровых свай проще всего осуществить зимой либо засушливым летом. Наиболее распространённый диаметр скважин — 200–250 мм, а их число и глубина рассчитываются в зависимости от нагрузки и геоусловий. Над землёй оставляют выпуски арматуры, которые затем увязывают с каркасом ростверка. Фото: IZBA De Luxe

Фундамент на винтовых сваях

Для небольшого дома с каркасными или деревянными стенами вполне подойдёт фундамент наиз винтовых сваяхй, которые можно завинчивать вручную или с помощью компактной электроустановки. Стоимость конструкции сравнительно невелика: одна опора диаметром 200 мм и длиной 2,5 м с учётом монтажа обойдётся в 2400–2700 руб. В винтовой свае функцию нижнего уширения выполняет лопасть. Если глубина заложения выбрана правильно, осадка здания оказывается минимальной. Что касается сил морозного пучения, то их необходимо принимать во внимание лишь при сооружении обвязки: крайне желательно вывесить рандбалки, которые в фундаментах этого типа обычно выполняют из металлопроката.

Исследования показывают, что стальные изделия, обработанные защитным полимерным составом, корродируют в грунте со скоростью не более 0,04 мм в год (имеется в виду истончение стенок и лопасти). Таким образом, срок службы винтовых свай со стенками толщиной 4 мм превышает 30 лет. Винтовые сваи из обычной «чёрной» стали после монтажа требуется заполнить жидким раствором или сухой цементно-песчаной смесью. Необходимо это прежде всего для того, чтобы меньше влаги проникло в полость изделия. Полая труба корродирует намного быстрее, а тонкостенную сваю может даже разорвать замёрзшей водой. При длине опоры более 2,5 м бетонирование помогает к тому же придать ей дополнительную прочность на изгиб. Если же перед заливкой бетона опустить в полость несложный в изготовлении каркас из двух-трёх прутков арматуры, свая продолжит служить даже после разрушения стенок. Другой способ сделать фундамент более долговечным заключается в использовании свай, поверхности которых оцинкованы и покрыты полимерным составом.

Самое слабое место стальных изделий — сварные швы в основании лопасти. При выборе необходимо следить, чтобы они были выполнены качественно — без пропусков, с аккуратными волнами. Не так давно на рынке появились сваи с литыми наконечниками — более надёжные, чем с приваренными лопастями; правда, и стоят они примерно в полтора раза дороже.

Гибридные фундаменты

Элементы конструкции: 1 — свая; 2— песчаная подушка; 3 — утепление из ЭППС; 4 — геотекстиль; 5 — отмостка; 6 —ростверк; 7 — железобетон- ная плита; 8 — гидроизоляция; 9 — стяжка с тёплым полом; 10 — заглублённая лента с уширением

На каких грунтах нужны свайные фундаменты?

Свайные фундаменты необходимы в основном на проблемных грунтах — слабонесущих просадочных (из них наиболее распространены пылеватые и илистые супеси и суглинки) и пучинистых (водонасыщенные глины и суглинки). Если на вашем участке крупнозернистый сухой песок и грунтовые воды расположены глубже 2 м, тратиться на дорогой фундамент нет смысла.

Предварительные сведения о составе грунта можно получить в местных строительных фирмах. Однако лучше иметь более точную информацию, которую даст лишь георазведка с пробным бурением нескольких скважин и лабораторным анализом проб, взятых с разной глубины. При этом будет установлен послойный состав грунта, а затем — по таблице — расчётное сопротивление под нижним концом и на боковых поверхностях сваи, что позволит определить глубину заложения фундамента и требуемое число опор. Стоимость услуги — от 30 тыс. руб. В случае забивного или винтового фундамента нужные параметры часто выясняют путём пробного забивания или завинчивания двух — четырёх свай.

ВАЖНЫE ЗАМЕЧАНИЯ

При забивании свай в плотный грунт возникают вибрации, которые могут пагубно отразиться на расположенных рядом постройках. Если на соседних участках, на расстоянии менее 20 м, уже стоят дома, лучше прибегнуть к так называемому лидерному бурению, глубина которого обычно на 0,5–1 м меньше глубины погружения сваи.
На сильнопучинистых глинах и суглинках рекомендуется устраивать так называемый висячий ростверк, то есть удалять песчаную подсыпку, вывешивая рандбалки в воздухе; зазор у земли можно замаскировать забиркой из деревянных реек или водостойкого листового материала, например ЦСП, с каменной или иной облицовкой.
Свайный фундамент оптимален для каркасных, брусовых, бревенчатых, пеноблочных домов. В случае кирпичных и им подобных стен необходимость заливки мощного ростверка сведёт на нет выгоду от применения свай. Заметим, что устройству свайного фундамента могут помешать скрытые под почвой валуны.

ФУНДАМЕНТНАЯ ЭКЛЕКТИКА

Проектировщики строительных компаний стремятся разработать подобие универсального фундамента, который гарантировал бы стабильность здания почти на любых грунтах. В результате рождаются «гибридные» конструкции. Скажем, для домов из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса нередко возводят подобие свайно-плитного фундамента, где после выполнения ростверка на всей площади дома поверх песчаной подсыпки заливают армированную плиту толщиной 200–250 мм. При этом к внешней поверхности ростверка крепят утеплитель — плиты экструдированного пенополистирола, защищающие от промерзания грунта под рандбалками и плитой. Конструкция дорогостоящая, но в высшей степени надёжная и к тому же позволяет быстро и правильно смонтировать водяной тёплый пол.

Другой вариант «гибрида» порой возводят на просадочных грунтах для небольших и несложных в плане построек с тяжёлыми кирпично-блочными стенами. Это сочетание мелкозаглублённой ленты, передающей основную нагрузку на грунт, и буровых либо забивных свай, которые помогают противостоять морозному пучению. Стоит отметить, что такой фундамент предъявляет самые высокие требования к армированию и качеству бетона.

Читайте также:

Фундаменты на илистых грунтах

Геологические изыскания

Расчет

Свайный фундамент

Железобетонные сваи

Винтовые сваи

Агрессивная коррозийность почвы

Вывод

Оглавление

Фундаменты на илах — изыскания в первую очередь

Свойства илистых грунтов

Свайный фундамент

Похожие записи

Почему важно знать, как делают винтовые сваи?

Фундамент для павильона на железобетонных и винтовых сваях

Какой может быть отделка свайного фундамента?

Как закрыть сваи? Выбираем самый лучший способ

Фундамент на неустойчивом грунте

Строительство на мерзлых землях

Лессовые основания

Винтовые сваи

Пучинистость

Конструкция с бетонным ростверком

Высокий УГВ

Способы монтажа

Винтовая свая 133х4000

Винтовая свая 219х3500

Винтовая свая 219х4500

Похожие записи

Почему важно знать, как делают винтовые сваи?

Фундамент для павильона на железобетонных и винтовых сваях

Какой может быть отделка свайного фундамента?

Как закрыть сваи? Выбираем самый лучший способ

Фундамент на забивных сваях

Фундамент на буровых сваях

Фундамент на винтовых сваях

Гибридные фундаменты

На каких грунтах нужны свайные фундаменты?

ВАЖНЫE ЗАМЕЧАНИЯ

ФУНДАМЕНТНАЯ ЭКЛЕКТИКА