Устройство свайного поля

Основным элементом в строительстве дома является правильно выполненный фундамент. Какой выбрать? Это зависит, в первую очередь, от типа грунта, на котором планируют построить дом. Если на участке преобладают грунты с малой несущей способностью и высокой подверженностью к деформации, то используются свайные фундаменты. При обустройстве такого основания важнейшим элементом является свайное поле.

Свайное поле – что это?

Свайные фундаменты широко используются уже на протяжении многих лет в различных областях строительства. Это сегодня один из самых популярных методов глубокого заложения фундамента в слабых грунтах. Существует несколько видов свай, которые отличаются друг от друга не только формой, но и технологией изготовления. Однако есть общее во всех фундаментах, изготовленных с их использованием – свайное поле. Сваи, установленные в местах, предусмотренных проектом, связывают между собой ростверком, создавая монолитную конструкцию, которая равномерно передаёт нагрузку на грунт.

Расположение свай должно быть разработано в проекте. Они всегда под углами здания, под соединениями несущих стен и через определенные промежутки вдоль стен здания. Их длина и шаг зависят от глубины, на которой находится несущий слой грунта.

Способы размещения

В зависимости от конструкции здания и проектных требований (тип грунта, расчетная нагрузка) составляют чертёж, согласно которому располагают сваи. Способов размещения несколько:

• свайный куст – сваи располагаются группой, образующей одну конструкцию, применяется, в качестве основания под колонны, стойки, опоры;
• полоса – где они расположены в ряд, под конструкции значительной протяжённости;
• свайное поле – компактно расположенное большое количество свай, для изготовления фундамента под строения значительной площади.

Названные способы могут применяться как по отдельности, так и комплексно, в зависимости от проекта здания. Общее число свай, которые размещены под строением, также может называться свайным полем.

Расчет количества свай

Прежде чем приступить к монтажу фундамента, необходимо произвести некоторые расчёты и составить план свайного поля. Подобную работу должен выполнять специалист, так как даже при знании нескольких расчётных формул и наличии таблиц, сложно научиться делать это самостоятельно. Предварительно оценивают грунт, этим занимается геодезист, проведя ряд исследований, он определяет:

• силу сопротивления грунта и его плотность, а также виды почвы на участке;
• глубину, на которую промерзает грунт, влажность почвы и глубину залегания зеркала грунтовых вод.

На основании полученных данных рассчитывается глубина, на которую будут заложены сваи, определяются места их погружения и согласно схеме размечается свайное поле.

Затем вычисляют нагрузку на основание, определяют несущую способность одной сваи и, разделив первое значение на второе, получают требуемое количество свай. Эксплуатационная нагрузка на здания промышленного назначения составляет 200 кг/м. кв. перекрытия, в гражданском строительстве это значение – 150 кг/м.кв. соответственно.

Эксплуатационные нагрузки, рассчитываемые при проектировании и устройстве свайного поля для здания, например, в 2 этажа, делаются с учётом обоих этажей.

После этого свайное поле размечается непосредственно на участке.

Разметка свайного поля

Руководством для выполнения разбивки сооружения является рабочий чертёж. Для удобства выполнения разбивки лучше всего использовать обноску. За пределами предполагаемого здания устанавливают столбы обноски, между ними в соответствии с осями здания натягивают проволоку, определяя базисные линии здания. Затем, также при помощи проволоки или шнура, определяют места заложения свай. Места пересечения линий, образованных проволокой должны совпадать с осями свай и соответствовать ранее составленному чертежу/схеме.

Столбы обноски устанавливают жестко, чтобы исключить их возможное смещение в процессе работы. К столбам прибиваются доски (20 – 40 мм толщиной), на которых при помощи гвоздей закрепляют проволоку/шнур.

Учимся правильно проводить разметку на местности, посмотрев видео:

Чем на самом деле являются сваи? Подбор и монтаж

Сваями, как конструкционными элементами, пользуются для передачи нагрузки на грунт. Нагрузка передаётся через нижний конец (вертикально) или трением, через боковую поверхность (горизонтально), а также их комбинацией.

Самые популярные виды свай, используемых в строительстве

В строительстве применяется множество видов свай, которые различаются геометрией, материалами и технологией исполнения.

1. Сваи готовые – заранее подготовленное изделие из железобетона, металла, пластика, дерева. Вводятся в грунт с помощью различных методов (забивки, вибрации, вдавливания, завинчивания или их комбинации).
2. Сваи, выполненные в грунте – обычно железобетонные или бетонные. Выполняются в скважине, пробуренной с помощью обсадной трубы, полого шнека. В скважину подаётся бетонная смесь, которая, затвердев, образует тело сваи.

Способы монтажа и используемый материал, как правило, обусловлены типом грунта, рельефом местности, требуемой расстановкой свай.

Монтаж

После того как свайное поле размечено, наступает время для работ по его устройству. Следует подготовить подъездные пути, завезти на строительную площадку необходимую технику, подготовить требуемое количество опор.

Чаще всего применяются железобетонные сваи сечением 30х30 см и 40х40 см. Их основания могут быть заостренными или тупыми. Распространённая длина составляет от 4 до 15 метров. Длина ограничивается транспортными возможностями. В случае необходимости применения более длинных свай, применяются сборные элементы с механическими соединителями на концах. Вбивание свай осуществляется с помощью копров, чаще всего, гидравлических. Машину устанавливают в нужном месте, после чего выполняются дальнейшие операции: приведение сваи к вертикали, установка её в точке забивки и последующее погружение в грунт.

Преимущества железобетонных свай:

• сравнительно небольшое количество оборудования на строительной площадке;
• «чистая» строительная площадка без земли, независимость от погодных условий;
• скорость исполнения, 200-350 м свай (итоговая длина) в день с применением одного копра;
• применение высококачественного бетона (С40/50) обеспечивает хорошую упругость сваи, высокую эффективность забивания, прочность и устойчивость к трещинам;
• высококачественный бетон обеспечивает необходимую герметичность и морозоустойчивость, а также устойчивость к агрессивному воздействию воды;
• возможность наклонной установки, под большим углом;
• можно продолжать работу и нагружать сваи непосредственно после их вбивания в грунт.

К недостаткам же можно отнести:

• вибрация и шум, происходящие при забивании;
• необходимость мониторинга объектов по соседству, чувствительных к вибрации.

Если строительная площадка имеет хорошие подъездные пути и достаточно места для установки необходимого оборудования, то использование железобетонных свай является наиболее предпочтительным вариантом.

Из-за крайне быстрого срока установки и возможности немедленной нагрузки винтовые сваи с успехом используются на строительных площадках, где действует принцип время-деньги. Применяются для укрепления фундаментов зданий, для установки мачт, башен связи, опор освещения, легких сооружений, ограждений.

Преимущества винтовых свай:

• быстрый монтаж – можно справиться за один день;
• возможность выполнения работ без применения спецтехники (если позволяет грунт);
• поддержание чистоты на строительной площадке, отсутствие загрязнения бетонной смесью; отсутствие необходимости извлечения и утилизации грунта;
• возможность выполнения работ на площадке сразу после установки;
• небольшой уровень шума и отсутствие вибрации;
• легкость демонтажа в случае строительства временных конструкций;
• возможность быстрого и независимого от погодных условий монтажа;
• легкость соединения с другими стальными элементами;
• возможность изготовления в сложных полевых условиях;
• независимость от поставок бетона.

Впрочем, винтовые сваи имеют и определённые недостатки:

• если участок строительства расположен на скалистой местности, необходимо использование специального оборудования, ручная установка будет невозможной;
• трудности монтажа в крепких грунтах, всё зависит от мощности машины и конструкционных особенностей сваи;
• металл подвержен коррозии, поэтому требуется дополнительная защита.

Установку винтовых свай можно производить как с использованием специальных машин, так и вручную. Можно использовать специальные инструменты или попросить помощи у двух друзей. Трёх человек вполне достаточно для выполнения этой работы на участке средних размеров. Работы ведутся в соответствии с чертежом по выполненной разметке. Свая размещается в намеченном месте. Затем в технологическое отверстие вставляется рычаг, с помощью которого она постепенно вкручивается в почву. За один оборот погружается на 190 мм. В качестве рычага можно использовать толстостенную трубу, толщиной три сантиметра, или длинный лом. При ввинчивании следует не торопиться и постоянно проверять вертикальность винта.

Рычаг для вкручивания должен иметь по 2,5 м в каждую сторону. Если свая имеет большую длину, рычаг можно нарастить при помощи подручных материалов. Главное, чтобы плечи рычага были одинаковы.

Независимо от того, какой материал используется для изготовления свайного поля, важно помнить о тщательности подготовительных работ. Геодезические работы желательно поручить квалифицированному специалисту, а разбивку участка производить, не торопясь, тщательно сверяясь с чертежом.