винтовые сваи или столбчатый фундамент что лучше
Какой фундамент лучше? Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай
Чтобы понять, какой фундамент лучше, нужно знать, как он взаимодействует с грунтами основания.
Содержание статьи:
1. Выбор типа фундамента на основании данных о грунтах
Фундамент дома – это заглубленная в грунт конструкция, передающая нагрузки и воздействия от здания (сооружения) на основание (напластование грунтов, воспринимающее давление).
Разные типы фундаментов по-разному взаимодействуют с грунтами. Но в то же время всегда (независимо от типа) их способность к восприятию проектных нагрузок определяется прежде всего несущей способностью грунтов, а уже потом – конструктивными параметрами самого фундамента, которые опять же назначаются с учетом информации о грунтовых условиях в пятне застройки, а также данных о нагрузках (подробнее «Несущая способность винтовой сваи»).
Следовательно, без изучения грунтовых условий на участке невозможно сделать выводы о способности фундамента к восприятию проектных нагрузок. То же касается и срока его службы.
Но какая именно информация о грунтах позволит определиться с типом фундамента? Принципиальное значение имеют две группы свойств грунтов – физико-механические и химические.
Физико-механические свойства грунтов характеризуют их физическое состояние, а также способность деформироваться и не разрушаться под действием внешних нагрузок. Учитываются при определении способности фундамента к восприятию проектных нагрузок.
Химические свойства грунтов обусловлены происходящими в них химическими изменениями и характеризуют их способность участвовать в химических взаимодействиях с различными веществами. Оказывают непосредственное влияние на срок службы фундамента.
Для определения указанных свойств ГК «ГлавФундамент» разработала специальные процедуры – геотехнические и геолого-литологические исследования, а также измерения коррозионной агрессивности грунтов. Все они адаптированы к ИЖС как по объему получаемых данных, так и по стоимости.
В рамках геотехнических исследований выполняется динамическое зондирование грунтов, которое позволяет определить физико-механические характеристики основания, используемые непосредственно в расчетах оснований конкретных зданий/сооружений, спрогнозировать поведение грунтов под фундаментом при различных воздействиях и т.д.
В части проведения полевых исследований динамическое зондирование ГК «ГлавФундамент» полностью соответствует ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием». А вот интерпретация данных осуществляется с использованием собственной методики, разработанной специалистами отдела научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок компании.
Также в рамках геотехнических исследований для идентификации литологических типов грунтов (глина, песок, гравийные отложения и др.), выяснения характера их напластования (установления литологического разреза), уровня подземных вод, выявления грунтов со специфическими свойствами (просадочные, пучинистые, слабые) выполняется оценка геолого-литологического строения площадки строительства.
Данные, полученные в ходе измерений коррозионной агрессивности грунтов, позволяют назначить марку стали, толщину стенки ствола и лопасти(-ей), обеспечивающие соответствие срока службы фундамента требованиям заказчика или ГОСТ 27751-2014. Для уточнения правильности подбора, после выполнения расчета срока службы остаточная толщина стенки ствола сваи проверяется на соответствие проектным нагрузкам. Все указанные расчеты выполняются без учета защитного покрытия, которое является лишь дополнительной мерой защиты от коррозии (подробнее «Испытания покрытий для винтовых свай»).
2. Бетон или винтовые сваи?
Большинство фундаментных конструкций, применяемых сегодня в малоэтажном строительстве, – бетонные или железобетонные (столбчатые, ленточные, плитные, свайные).
Причина такой популярности бетона – приписываемые ему свойства: надежность, способность лучше сохранять тепло, а значит возможность отказаться от утепления цоколя, пола и коммуникаций.
Хотя такая точка зрения распространена широко, не стоит слепо доверять мифам о бетоне, ведь, как любой строительный материал, он имеет как преимущества, так и недостатки, а при работе с ним нужно учитывать ряд особенностей.
С бетоном пол будет теплым, даже если дополнительно не утеплять его?
Это не так. Теплопроводность бетона выше, чем теплопроводность грунта, поэтому он промерзает быстрее, ускоряя процесс охлаждения пола. Более того, для таких конструкций очень важна должная организация теплоизоляции, так как из-за замачивания бетон будет не только промерзать значительно быстрее, но и начнет разрушаться.
Правда ли, что бетонное основание автоматически защищает коммуникации от промерзания?
И снова нет. Так как бетонный фундамент на естественном основании только ограждает подпольное пространство от ветра, но не решает проблему его утепления, при прокладке сетей водоснабжения и водоотведения нужно локально защищать трубы.
Отделка и утепление цоколя для бетона дешевле, чем для свайно-винтовой конструкции?
Основываясь на доводах, которые мы привели, опровергая предыдущие мифы, можно сделать вывод: бетон нуждается в утеплении ничуть не меньше винтовых свай. При этом в обоих случаях будут использоваться материалы, одинаковые по качеству и цене.
Цена бетона ниже, чем цена винтовых свай?
Сэкономить на бетонном фундаменте возможно, но только если строить его без учета действующих строительных правил и норм: использовать более дешевую марку бетона, сократить количество арматуры или толщину ее сечения, урезать объем мероприятий по устройству гидроизоляции и т.п.
Разумеется, Вы должны быть готовы к тому, что все это отразится на качестве будущего основания.
При строительстве легких конструкций бетонный фундамент не нужно сильно заглублять?
Под действием сил морозного пучения недостаточно заглубленный фундамент начнет смещаться или деформироваться (исключение – участки, сложенные прочными грунтами, не подверженными морозному пучению). В итоге Вы ежегодно будете «подгонять» окна и двери, которые по весне будут открываться/закрываться с усилием. В общем – очередная экономия на качестве.
Может ли бетонный фундамент быть надежнее и прослужить дольше, чем свайно-винтовой?
Зависит, разумеется, от того, какой бетон и какие сваи были использованы. Качественный бетонный фундамент будет демонстрировать отличные показатели надежности и долговечности. Но срок службы свайно-винтового фундамента, при строительстве которого использовались сваи с толщиной стенки ствола, соответствующей грунтовым условиям площадки строительства (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), выполненные из качественной стали (подробнее «На что влияет марка стали?»), будет сопоставим со сроком службы традиционного бетонного основания, выполненного в соответствии со всеми технологическими требованиями.
Все сказанное выше доказывает, что достоинства бетона сильно преувеличены (подробнее «Что лучше: бетонный фундамент или винтовые сваи?»).
Основные отличия столбчатого фундамента от свайного
Разные грунты — разные фундаменты
Тяжелые здания из кирпича или блоков из ячеистого бетона требуют устройства, как правило, ленточного фундамента. В случае проблемных грунтов основание дома утяжеляют плитным фундаментом. Когда легкий каркасный дом возводится на твердом основании, а грунтовые воды залегают глубоко, можно использовать фундаментные блоки. Но, если на участке под строительство дома обнаружены торфянистые, пучинистые глинистые грунты, а грунтовые воды находятся вблизи к поверхности, то, как ни уплотняй почву, легкие и не связанные между собой столбы на торфе будут «гулять».
Столбчатый фундамент чаще всего сооружают под легкие постройки, когда возводить ленточный и плитный экономически невыгодно. Столбчатый фундамент устраивают, где грунты обладают хорошей несущей способностью, свайные — на слабых грунтах: верхние слои почв имеют небольшую толщину, поэтому основная задача свай заключается в том, чтобы «пройти» слабый грунт и добраться до несущего.
По своему типу свайный фундамент близок столбчатому. В обоих случаях возводится не сплошная опора для будущих стен, а точечная, когда строение поддерживается только в нескольких местах.
Столбчатый фундамент
Столбчатый фундамент можно построить из самых различных стройматериалов, например, из натурального камня или кирпича, и на такой опоре будет прекрасно стоять деревянный дом из профилированного бруса или каркасно-щитовой, но только в том случае, если характеристики грунтов не вызывают даже минимальных опасений.
Столбы возводят на углах, там, где пересекаются стены, под стойками каркаса (в точках сосредоточения нагрузок). Расстояние между столбами желательно делать кратным шагу балок нижней обвязки, обычно 1,5-2,5 м, минимальное сечение кирпичных столбов или из бетонных блоков — 500х500 мм (под легкие дома можно и меньшего сечения). Стены вместе с теплоизоляционным материалом не должны превышать толщину в 250 мм, а перекрытия, за исключением цокольного, — деревянными. Столбы выставляют строго вертикально, поверх них осуществляется монтаж бетонных балок (опора для кладки стен). На таком фундаменте можно строить дома из ячеистых бетонов.
Между столбами ставится забирка — легкая стенка, утепляющая подпол, защищающая его от снега и влаги. Ее поверхность по всему параметру дома должна быть однородной по форме и фактуре. Ее делают в основном кирпичной или бетонной, с минимальной толщиной стенки 10-12 см и заглублением в грунт 200-300 мм. В случае пучинистого грунта забирка ставится на песчаную подушку толщиной 150-200 мм и шириной не менее 300 мм. Существуют и декоративные забирки из обработанных антисептиком досок или асбоцементных листов. Используют и цокольные панели, имитирующие кладку из натурального камня.
Столбчатый фундамент без ростверка
По праву его считают самым экономичным и простым видом фундаментов. Возводится в виде столбов и применяется при строительстве зданий, которые не нуждаются в сплошной ленточной опоре (каркасные дома, деревянные срубы и т.п.).
Вариант, когда нижнюю отметку столбчатого фундамента можно расположить ниже нормативной глубины апромерзания, надежен, на основание фундамента не будут воздействовать силы морозного пучения. Мелкозаглубленный вариант при правильном устройстве не менее прочен, не такой дорогой и применяется чаще.
Если в грунте содержится глина, то под каждый столб до полной глубины промерзания с запасом вниз в 20 см заменяют его смесью чистого крупного песка со щебнем либо гравием. Песчаную подсыпку обильно поливают водой и трамбуется.
Чем тяжелее дом, тем более мощными должны быть столбы и чаще шаг, но не менее 1,5 м один от другого (чаще нерационально, высок расход материала), и не надо превышать величину в 3 м. В среднем шаг столбов должен составлять 2 м. Сечение столбов зависит от материала и технологий производства работ.
Удобно использовать при сооружении фундаментных столбов в качестве несъемной опалубки готовые трубы. Лучший, но и более дорогой вариант — металлические и асбестоцементные трубы. Если бюджет выделенный на строительство дома не позволяет можно использовать в качестве опалубки пластиковые канализационные трубы диаметром 150, 200 и отчасти 250 мм, на них можно поставить небольшую дачу или постройку хозназначения. Трубы большего сечения использовать не рекомендуется, лучше залить квадратные столбы в опалубке из деревянных досок.
При строительстве хозпостроек в качестве опалубки часто используют рубероид, свернув рулон из нескольких слоев, установив в лунку и залив бетон в рубероидную «сорломинку». Мы в этом случае советуем только наполнять его бетоном послойно, одновременно засыпая на тот же уровень пазухи в земле, чтобы рубероид не порвался.
Есть возможность отливать столбы и в съемной опалубке. Сечение их должно быть не менее 20х20 см с учетом качественного уплотнения бетона и высокого качества смеси. Под жилой дом желательно сделать столбы имеющие сечение не менее 25х25 см. Раствор можно замешать в пропорции цемент/песок/щебень 9или гравий) 1/3/5. Цемент должен быть с не истекшим сроком годности, марки 500 или хотя бы 400, не содержать извести. Бетон при заливке нужно уплотнять. Опалубка снимается не ранее чем через 3 недели после завершения работ.
Есть вариант столбчатого фундамента из бутобетона в опалубке. Но его очень непросто качественно проармировать, и его прочность из-за этого не высока. Поэтому сечение столбов должно быть не менее 50х50 см.
Надежные кирпичные столбы фундамента (сечением в 1,5 кирпича) можно сделать только из подходящего качественного, хорошо обожженного кирпича, но такой вариант дорогой.
Столбчатый фундамент с ростверком
Ростверк — это несущая железобетонная балка, которая соединяет столбы сверху, применяется при строительстве зданий из камня, кирпича, когда существует необходимость тяжелые стены опирать по всей длине. Столбы возводятся по тем же технологиям, что и при строительстве легких домов, но их сечение больше, а шаг чаще.
Ростверк может быть бетонным или из заводских элементов, установленных на столбы. Он обязательно должен армироваться, диаметр горизонтальных несущих стержней составлять минимум 12 мм, поперечные связи ставятся что каждые 40 см. Если расстояние между столбами и нагрузка от стен увеличивается, тогда более мощным должен быть каркас.
Ростверк не должен опираться или быть заглубленным в грунт — зимой поднимающийся под воздействием сил морозного пучения грунт должен иметь возможность свободно вертикально перемещаться. Если будет не так, тогда ростверк может оторваться от столбов, что приведет к деформации фундамента.
Свайный фундамент
Свайный фундамент делают из бетонных буронабивных, забивных и бурозабивных свай. Есть еще вариант из дерева, но его применяют не так часто.
Бурозабивные сваи не забиваются в грунт, а создаются при сооружении фундамента. Такого типа сваи ничем не уступают по надежности забивным и актуальным на вспучивающихся грунтах. Буронабивные фундаменты часто делают методом бетонирования, путем заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Бурить скважины можно бензиновыми или электрическими бурами, а также бурильной техникой.
Некоторые строители легких дачных домиков для бурения используют ручной садовый бур. Далее в образовавшуюся скважину вставляют обрезок асбоцементной трубы в качестве несъемной опалубки, в которую закладывают арматуру и заливают бетонный раствор. В ряде случаев роль опалубки для буронабивногор фундамента исполняет сам грунт.
Устанавливая каркас следите за тем, чтобы он не сдвинулся, так как это может стать причиной контакта арматуры с землей. Бетон должен быть «тяжелым», используйте кварцевый песок, гравий или щебень из твердых горных пород.
сваи должны бетонироваться непрерывно с интервалом между укладкой отдельных слоев бетона не более часа. Нагружать фундамент из буронабивных свай можно только после того, как бетон полностью затвердеет, но не ранее чем через месяц после окончания бетонирования.
Сваи из грунтобетона были разработаны давно и относятся к ресурсосберегающим. Использовать их целесообразно в устойчивых необводненных грунтах. Грунт вынутый из скважины приаменяется в качестве заполнителя бетона, благодаря чему происходит экономия не только стройматериалов, но и трудозатрат.
Забивные сваи вгоняют в землю при помощи тяжелой техники. Из-за жуткого шума, сопровождающего процесс, в индивидуальном строительстве такой способ устройства фундаментов не пользуется популярностью.
Бурозабивные сваи при забивании тоже создают сильный шум, но благодаря своим преимуществам применяются намного чаще. По сравнению с буронабивными они не требуют «мокрых» процессов, когда приходится замешивать раствор, ждать когда он схватится и так далее. Забиваются заранее изготовленные сваи из массива бетона или с полостями.
Самые распространенные размеры поперечного сечения сплошных свай: головы 40х40 см, подошвы — 20х20 см, длиной — от 3 метров. Сваи изготавливаются из бетона классов В 15 и В 22,5. Армируюся сваи, чаще всего, стержневой арматурой или высокопрочной проволокой.
Сваи, которые имеют квадратное сечение с круглой полостью по расходу бетона и арматуры заметно экономичнее, по сравнению с сплошными: бетона расходуется на 20% меньше, а арматуры — на 40-60%, что оказывает влияние на их стоимость. Сваи имеющие полости отличаются прочности и с успехом могут применяться для бурозабивных фундаментов.
Полые круглые сваи выпускают диаметром до 80 см. Они имеют открытые или закрытые концы и используются для строительства свайных фундаментов зданий главным образом в случае если в месте строительства толща слабых грунтов значительная. Бывают также сваи прямоугольного сечения, как сплошные, так и с полостью.
Стенки скважины для бурозабивных свай должны быть ровными, поэтому бурение производится вращательным способом.
Поделиться «Основные отличия столбчатого фундамента от свайного»
Отличие столбчатого (отдельно стоящего) фундамента от сваи.
1) Где граница, переходя которую отдельно стоящий фундамент из вышеприведенного примера будет позиционироваться, как свая?
2) Встречал ли кто в нормативных и пр. источниках, кроме вышеприведенных, определение такого рода фундаментов (термины)?
Проектирование зданий и частей зданий
Фундаменты устраивают как правило в котловане. Фундаменты служат для более равномерного распределения нагрузок по поверхности основания и передачи подошвой фундамента на грунты таких давлений, которые не вызовут их разрушения или недопустимых деформаций.
Вообще, таб. 7.2 СП 24.13330.2011 для свай менее 3м расчетное сопротивление под нижним концом не дает. А для сваи очень важна несущая способность, а это как раз то, что отличает ее от столбчатого фундамента.
Граница перехода между этими типами фундаментов в лежит в том как их позиционируют проектировщики (какие применяют методики расчета), как фундаменты на естественном основании или свайные стержневые конструкции (глубокие конструкции обжатые грунтом).
Свая рассчитывается по методике свайного фундамента. Т.е. опорной частью является боковая поверхность и пята.
Так же, на глубине до двух метров (а в некоторых грунтовых условиях и больше) чаще всего грунты характеризуются малопрочными (разрыхленными) и поэтому не могут быть несущим слоем для боковой поверхности стержневых конструкций. Поэтому, например, двухметровую жб сваю, я думаю можно смело, переквалифицировать в столб.
| Свая рассчитывается по методике свайного фундамента. Т.е. опорной частью является боковая поверхность и пята. |
Проектирование зданий и частей зданий
Вот! У меня вопрос ровно из «этой же оперы».
Пусть не сортир будет, а многоэтажное здание.
Всем нам, как проектировщикам с богатым опытом решения задач по разработке систем «основание-фундаменты», всё предельно ясно.
Тут вопрос формальный. Представьте, что я очень рачительный Заказчик и крайне не заинтересован называть фундамент свайным (пусть отдельной сваей) и для меня он столбчатый, пока не докажут обратное.
Как бы мне Заказчика со ссылками на нормативные источники вразумить?
Пока четких вразумительных (для Заказчика) трактовок не нарыл. Термины в шапке темы, пока полной ясности не вносят.
PS: Термины и пр. фрагменты из разных источников буду выносить в шапку темы.
А для фундаментов на естественном основании разве штампы не нужны?
Ну не хочет сваю, пусть доп. геологию делает.
А под что сваи фундамент? Если малоответственное сооружение, может убрать боковое сопротивление из расчетов. Хотел столбчатый фундамент, пожалуйста, правда вместо 300х300 будет он 1000х1000мм, а иначе по расчетам не проходит. А для столбчатого, прости, боковое сопротивление учитывать не имею права. Зато теперь это «столб» а не «свая», все как ты хотел.
Свайный и опорный фундаменты: плюсы и минусы
Поставь
При внешнем сходстве между свайным фундаментом и опорно-столбчатым есть принципиальные различия.
Сами опоры делают из дерева, кирпича или бетона. Заглублять опоры необязательно. Такой фундамент идеально подходит для всех типов брусовых строений. Правда, если дом большой, столбики придется ставить чуть ли не каждые полметра. А это больше напоминает ленточный фундамент.
Почему плавающий? Работа такого фундамента основана на том, что каждая опора при вспучивании или опускании почвы двигается сама по себе, а брус «играет» на них. Деревянная конструкция компенсирует сильные колебания всего дома, сглаживая их. Конечно, нужно иметь в виду, что эффективно работать такой фундамент будет только на плотных (лучше песчаных) грунтах. На глинистых, насыщенных водой почвах эта «игра» приведет к тому, что весной часть дверей заклинит, стекла треснут, а дом будет висеть на половине опор. К середине лета все может вернуться в первоначальный вид (а может, и нет). Так что полагаться на этот тип фундаментов при строительстве серьезного жилья – достаточно рискованное дело. Вот для баньки, кухни, летнего дома он подойдет.
Забей
Если грунты слабые и грунтовые воды почти у поверхности, то на всю глубину промерзания вода в почве будет то замерзать, то оттаивать, выталкивая и всасывая фундамент с завидной регулярностью. Чтобы добраться до плотных слоев грунта, на которые может надежно опереться дом, существуют сваи.
Каких только свай не бывает: забивные, набивные, буро-набивные, винтовые, висячие, составные… Но для загородного дома уместно говорить о забивных, набивных и винтовых. Самые простые – забивные. Их покупают уже в готовом виде, чаще всего – железобетонные. Специальная установка (копер) быстро вколотит их на нужную глубину, которую предварительно определяют пробным гидрогеологическим бурением. Правда, бывают случаи, когда применение техники невозможно, из-за особенностей местности или при желании хозяина оставить участок вокруг будущего дома нетронутым. Да и нанимать ее недешево. В таком случае применяют набивные сваи.
На участке буром делают отверстия на необходимую глубину, в отверстие вставляют металлическую или асбесто-цементную трубу, которую заполняют арматурой и бетоном. Важно учесть, что бетон необходимо подвергать вибрации по мере заполнения, во избежание образования пустот. Правила расположения свай такие же, как и при устройстве опорно-столбчатого фундамента.
Когда грунты сложные (то песок, то глина), велика вероятность того, что сваи будут гулять сами по себе. А если запланирован кирпичный дом, то в ближайшем будущем и до трещин недалеко, особенно после лютой зимы и стремительного весеннего половодья. Тогда применяют так называемый «ростверк по столбам». При этом сваи жестко связывают между собой железобетонной лентой – ростверком. Его сечение обычно 300×150 мм, но лучше произвести расчет нагрузок.
Свайно-ростверковые фундаменты хорошо зарекомендовали себя на слабонесущих и рыхлых грунтах.
Вверни
Отдельного внимания заслуживают винтовые сваи, применимые на любом грунте, от торфяников до практически скальных пород. Их можно устанавливать на любом рельефе без предварительной подготовки площадки, без применения тяжелой техники. Такой фундамент не требует усадки и выполняется за пару дней без предварительных гидрогеологических изысканий.
Винтовая свая – это стальная труба, нижняя часть которой оснащена режущими лопастями определенной формы. Сваю, как шуруп, вкручивают в грунт на необходимую глубину. Сам процесс завинчивания может быть механизирован или произведен вручную. В процессе закручивания можно добиться одинаковой несущей нагрузки при разнородных грунтах. Об их надежности достаточно сказать, что при устройстве опор мостов, линий электропередачи, фундаментов мачт, башен применяются именно винтовые сваи. Один из плюсов винтовых свай в том, что после их монтажа можно сразу укладывать нижний венец и монтировать дом.
Винтовые сваи незаменимы при присоединении к дому пристроек. Вкрутил еще несколько свай – и делай веранду. Такой фундамент обеспечивает хорошую вентиляцию подполья и более ремонтопригоден, чем ленточный. Если монтировать сваи без спецтехники, он еще и относительно дешев. Срок службы винтовых свай около ста лет, а при желании их всегда можно демонтировать – просто выкрутить.