Дом на сваях — это современное решение строительства загородного коттеджа на непригодных грунтах, при перепадах высот и в других сложных гидрогеологических условиях местности.
Есть на земле территории, где люди живут посреди воды. Самое известное из таких мест — это Венеция с её улицами-каналами и огромным количеством мостов. Общеизвестен тот факт, что все сооружения и здания в этом городе построены на деревянных (дубовых, ольховых, лиственничных) сваях.
Но зачем так далеко ездить за примерами? Огромное количество дубовых свай было забито и при строительстве Северной Венеции — Петербурга. А в Ленинградской области есть поселения, где и по сей день люди живут на сваях. Один из них — поселок Свирица, раскинувшийся на восьми островах. Улицами здесь служат каналы, а транспортом — лодки. Все дома и промышленные предприятия поселка, часто затопляемые во время разливов реки Свири, возведены на сваях.
Свайные фундаменты берут свое начало в глубокой древности. Дома на деревянных сваях, возвышающиеся на несколько метров над уровнем земли, строили в регионах, затапливаемых водой, и просто как убежище от диких зверей. Подобное строительство было весьма трудоемким. Чтобы изготовить при помощи топора сотни деревянных свай, доставить их на место и вбить в почву, требовалось множество рабочих рук.
Сегодня, чтобы возвести фундамент на сложных грунтах не только под жилые здания, но и под множество других сооружений, используют различные виды свайных фундаментов.
Случаи применения
Свайный вид фундамента используется в случаях, когда на участке присутствуют слабые грунты, а нагрузки на них необходимо передать большие: например, при строительстве кирпичного или каменного здания, тяжелых колонн, опор и т.п. Через свайное основание нагрузка от массивного сооружения передается на более плотные грунты, залегающие на глубине длины сваи. Свайные фундаменты также используют для монтажа при высоком уровне стояния грунтовых вод и на плывунах.
К слабым грунтам относят: суглинки и глины в текучепластичном состоянии, лессовидные грунты (содержат более 50 % пылевидных частиц при незначительном наличии глинистых и известковых частиц, при наличии воды размокают и теряют устойчивость), плывуны — песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой, растительные грунты (с примесью 1-20% перегноя, торф и заторфованные грунты, илы, сапропели и т.д.) и некоторые другие виды почв.
Особенно эффективны свайные фундаменты в пучинистых грунтах при их глубоком промерзании (более 1,5 метров). В этом случае свайный фундамент более надежен, чем столбчатый и ленточный.
Применяют свайные фундаменты и в плотных грунтах — из соображений экономии. Ведь при сооружении основания на сваях уменьшается объем земляных работ, расход бетона, снижается трудоемкость и стоимость строительства, при этом сокращаются его сроки. При устройстве свайного фундамента отпадает необходимость в рытье котлована, складировании вынутого грунта, вывозе грунта, обратной засыпке и т.д.
К примеру, для сооружения одной сваи длиной 3 метра и диаметром 300 мм потребуется выполнить земляных работ объемом 0,2 куб. метра земли (при помощи бура), а в случае с устройством ленточного фундамента объем земляных работ будет гораздо больше (в зависимости от ширины подошвы фундамента).
Если при расчете ленточного фундаменты ширина фундамента получается слишком большой (больше 1,5 м), имеет смысл применить свайный фундамент: это сократит расход материала.
В случае если выбор типа фундамента диктуется видом несущего остова, к примеру, если вы решили использовать каркасный несущий остов на основании, сложенном слабыми грунтами, то рационально будет применить свайные кусты под каждую колонну, а не делать ленточный фундамент.
Разновидности
Сваями называются относительно длинные стержни с заостренными нижними концами, погруженные в грунт с помощью специальной техники в готовом виде или изготовленные непосредственно в грунте. Свайный фундамент состоит из отдельных свай, перекрытых сверху ростверком.
Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме поперечного и продольного сечений, способу их погружения в грунт. Свайные основания могут быть деревянными, бетонными, железобетонными, стальными и комбинированными. Выбор материала для свай определяется назначением и конструкцией здания, грунтами на участке, ценой материалов в данной местности. В частном строительстве в основном применяют сваи деревянные, железобетонные сплошного сечения, стальные винтовые, набивные бетонные в процессе изготовления. Как правило, в индивидуальном домостроении длина сваи составляет от 3 до 6 метров.
Основание фундамента делают расширенным в виде опорной площадки-анкера, не позволяющей вытащить его из земли при морозном пучении грунта. Иначе говоря, глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам можно принять за естественное основание для возводимого здания.
Деревянные сваи представляют собой прямое, очищенное от коры (ошкуренное), наростов и сучьев бревно диаметром 22—34 см и длиной до 8,5 метров из хвойных твердых пород (сосны, ели, лиственницы, пихты). Естественная сбежистость бревен сохраняется. Несмотря на свою дешевизну, при строительстве загородного дома для свайного фундамента их практически не используют, так как они подвержены быстрому гниению. Хотя известны случаи, когда здания, возведенные на лиственничных сваях, стояли без повреждений до нескольких веков. Также этот вариант нельзя исключать при использовании современных химических препаратов обработки древесины против гниения.
Цена свайных оснований из монолитного железобетона значительно выше, но такие свайные колонны и служат дольше. Железобетонные свайные фундаменты способны выдерживать большие нагрузки от кирпичных и каменных зданий и вместе с тем отличаются долговечностью (100 и более лет).
Плюс бетонных свай в том, что при наличии соответствующей техники их изготовление может происходить прямо на месте (буронабивные сваи). Для их изготовления в грунте бурятся скважины с последующим их армированием и заливкой бетоном. Для изготовления таких свай используют бетон не ниже М 200.
Винтовые стальные сваи имеют форму сверла и закручиваются в грунт при помощи специальных машин или вручную.
По характеру работы сваи подразделяют на: сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого грунта, и висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки.
К сваям-стойкам относятся сваи всех видов, опирающиеся на твердые грунты. Сваи-стойки, прорезая слои слабых грунтов, передают нагрузку своим острием на глубоко расположенный прочный грунт. Если прочный грунт находится на значительной глубине, применяют висячие сваи, несущая способность которых определяется суммой сопротивления сил трения по боковой поверхности и грунта под острием сваи.
Свайные фундаменты на сваях-стойках практически не дают осадки.
Сваи выполняют в грунте в основном вертикально, но существуют варианты их размещения наклонно. Этот вариант применяется в том случае, когда на фундамент действуют значительные горизонтальные силы. Например, если площадка под фундамент имеет уклон и возможна подвижка грунта при весеннем таянии снегов или обильных долговременных осадках.
Размещение свай в фундаменте может быть в виде одиночных свай — под отдельно стоящие опоры; свайных лент — под стены зданий и сооружений при передаче на фундамент распределенных по длине нагрузок с расположением свай в один, два ряда и более; свайных кустов — под каждую колонну в случае каркасного несущего остова здания. При строительстве дачных домов чаще всего применяют одиночные сваи и свайные ленты.
Верхние окончания (оголовки) свай заделывают в монолитный ростверк-цоколь.
Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки. Ростверки бывают высокие и низкие. Низкий ростверк обычно располагается ниже поверхности грунта и передает часть вертикального давления на грунт основания, в то время как высокий ростверк эти нагрузки передает на сваи.
Винтовые сваи
Фундамент на винтовых сваях не требует гидрогеологических исследований местности, он может быть выполнен в труднодоступных местах на не выровненном, не раскорчеванном от пней участке или, наоборот, на ухоженном газоне. И в этом его огромный плюс.
Фундамент на винтовых сваях экономичен, не требует усадки, работы по его устройству выполняются в течение нескольких дней, а тяжелая строительная техника при этом не применяется.
Винтовая свая представляет собой стальную трубу, нижняя часть которой оснащена режущими лопастями определенной формы. Лопасть служит для распределения усилия от строения на большую площадь грунта и препятствует вырыванию сваи силами морозного пучения. Лопасть позволяет преобразовать вращательный момент в поступательное усилие во время погружения сваи, благодаря чему она как шуруп вкручивается в грунт на необходимую глубину. В процессе завинчивания можно добиться однородной несущей способности для всего фундамента при разнородных грунтах (сваи завинчиваются на различную глубину), а также при залегании в верхних слоях торфа или других просадочных грунтах (сваю увеличивают до необходимой длины и завинчивают до тех пор, пока она не пройдет этот слой). Поверх ствола устанавливается оголовок винтовой сваи, после чего монтируется обвязка: швеллер, брус, железобетонный ростверк, монолитная железобетонная плита или первый венец сруба (если дом деревянный). Сварочные швы с целью предохранения от коррозии обязательно покрывают специальным составом на основе эпоксидной смолы или эмали.
Высокий уровень грунтовых вод при установке фундаментов на винтовых сваях также не является проблемой, т.к. эта технология пришла в загородное домостроение из мостостроительной отрасли.
Винтовые сваи незаменимы при расположении дома на склонах, при присоединении к дому различных пристроек. К тому же такой фундамент обеспечивает хорошую вентиляцию подполья, препятствует гниению древесины и гораздо более ремонтопригоден, чем ленточный или плитный.
Устройство такого фундамента возможно и совсем без применения техники, силами 2—4 человек. Они ввинчивают сваи вручную, с помощью специального рычажного ключа. Весь процесс занимает, в зависимости от масштабов сооружения, от двух дней до недели.
Винтовые сваи удобно использовать в процессе сооружения мостков и настилов над топкими или сильно обводненными территориями. Дополнительные работы по водопонижению и подготовке основания под фундамент не нужны. В то же время винтовые сваи можно использовать повторно. Это означает, что даже если земельный участок приобретен зимой, а весной вы обнаружили его «мокрое» состояние, винтовые сваи помогут вам наладить переправы и построить временное жилище, а потом можно будет провести дренажные работы, разобрать мостки, вывинтить винтовые сваи и использовать их для дальнейшего строительства. Изготовленные в промышленных условиях сваи уже покрыты антикоррозийным составом, поэтому влажная среда повредить им не может.
Особенностью свайных фундаментов на винтовых сваях является необходимость закрыть цоколь каким-либо отделочным материалом.
Срок службы различных свайных фундаментов после монтажа зависит от материала, конструкции и качества монтажа и может достигать 150 лет. Конечно, чтобы такой фундамент выдержал полтора века, нужно соблюсти все необходимые технологические нормы при его возведении.
СОВЕТ ПРОФЕССИОНАЛА
На сайтах и в рекламных материалах производителей винтовых свай часто встречается тезис о том, что с помощью винтовых свай легко реконструировать любой старый фундамент. Хочу предостеречь домовладельцев, что это далеко не всегда так.
Действительно, много ещё вполне крепких строений, покосившихся в результате неправильно выбранного или недобросовестно построенного фундамента. А чаще всего к перекосу приводит неверный выбор фундамента для вашего грунта. Исправить положение с помощью винтовых свай можно примерно в 40 % случаев. Почему только в 40 %? Просто остальные 60% составляют дома, слишком ветхие и «уставшие», и пытаться их спасти — это лишняя трата денежных средств.
К сведению: реконструкция фундамента под дом 6×5 м обойдется в сумму не менее 130 тысяч рублей. Это очень трудоемкая и непростая работа: смонтировать в непосредственной близости от дома винтовые сваи, поднять и «вывесить» строение на домкратах, завести под него двутавровые балки, приварить на них швеллеры и опустить дом. В результате этих манипуляций дом, построенный 20 и более лет назад, может просто не выдержать нагрузок. Есть и другая сложность: не ко всем основаниям применим способ реконструкции с помощью винтовых свай. Если, например, под домом находится монолитная плита, имеющая размеры большие, чем сам дом, монтаж винтовых свай становится затруднительным.