Столбчатые (свайные) фундаменты

Тема эта не большая. Смысл построения столбчатых фундаментов абсолютно схож со всеми остальными типами фундаментов.

Вот, что пишет по этому поводу Большая Советская Энциклопедия.

Свайный фундамент, фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используют сваи. Состоит из свай и объединяющего их ростверка. Выбор между свайным и обычным фундаментом на естественном основании производится на основе их технико-экономического сравнения в данных инженерно-геологических условиях строительной площадки, с учётом особенностей проектируемого здания или сооружения. Свайные фундаменты особенно рациональны при строительстве зданий и сооружений на водо-насыщенных слабых грунтах. Во многих случаях при свайных фундаментах существенно сокращаются объём земляных работ и расход бетона. В зависимости от вида и величины нагрузок, действующих на свайный фундамент, сваи располагают: по одной - под отдельные опоры, рядами - под стеновые конструкции, кустами - под колонны, свайными полями - под здания и сооружения малой площади со значительными вертикальными нагрузками. При действии на фундамент значительных горизонтальных сил используют наклонные сваи. Длину свай выбирают, исходя из грунтовых условий строительной площадки: необходимо, чтобы нижние концы свай были заглублены в малосжимаемые грунты. В зависимости от свойств грунтов, залегающих под нижними концами свай, последние подразделяются на сваи-стойки, опирающиеся на практически несжимаемые грунты, и висячие сваи, погруженные в сжимаемые грунты и передающие нагрузку на грунт как нижней, так и боковой поверхностью.

Основой для проектирования надёжного и экономичного свайного фундамента является правильное определение несущей способности сваи, т. е. допустимой для неё нагрузки. Несущую способность свай устанавливают на основании инженерно-геологических изысканий, по данным статического зондирования грунтов и результатам испытаний свай статическими и динамическими нагрузками. Наиболее достоверно испытание свай статической нагрузкой, но вследствие большой трудоёмкости этого метода (особенно в случае буронабивных свай) его применение ограничивается главным образом зданиями и сооружениями с тяжёлыми нагрузками, при неблагоприятных геологических условиях.

Лит.: Грутман М. С., Свайные фундаменты, К., 1969; Трофименков Ю. Г., Ободовский А. А., Свайные фундаменты для жилых и промышленных зданий, 2 изд., М., 1970.

Хорошая статья. Господа авторы исключительно компетентные люди, если умудрились всю науку возведения столбчатых фундаментов уместить в такой крохотный текст. Давайте разберем эту статью подробно. Там каждое слово наполнено смыслом и каждая фраза - кладезь бесценной информации. Попробую дать перевод особенно интересных мест на житейский язык.

Итак, Ростверк - нем. Rostwerk, от Rost - решётка и Werk - строение, укрепление), часть свайного или столбчатого фундамента плита или балка), объединяющая головные участки свай и служащая опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. Таким образом, получается, что столбы или сваи в фундаменте служат для переноса веса здания на грунт, а ростверк служит для того, чтобы перенести вес здания на сваи. Тут нужно учесть два момента. Первый - то, что ростверк может быть высоким, и, судя из названия, расположенным высоко над землей, а может быть и низким, расположенным даже ниже уровня земли. В этом случае мы получаем как бы гибрид свайного и ленточного фундаментов. Можно сказать, что такой фундамент является усиленным ленточным. Исходя из сказанного выше, замечаем, что есть большой соблазн обойтись без ростверка при строительстве бревенчатого дома. В этом случае роль ростверка будет выполнять первый венец дома.

"Выбор между свайным и обычным фундаментом на естественном основании производится на основе их технико-экономического сравнения в данных инженерно-геологических условиях строительной площадки, с учётом особенностей проектируемого здания или сооружения." Это значит, что строительство столбчатого или свайного фундамента в обычных, не экстраординарно тяжелых условиях может быть, да, видимо, почти всегда дороже обычного ленточного фундамента. Всегда нужно считать. Основные расходы, связанные с возведением фундамента на сваях, связаны с их углублением до нужных, несжимаемых слоев, о чем и говорит следующий текст. Кстати, именно следующее предложение говорит о том, на каких грунтах следует строить свайные фундаменты, а именно на водонасыщенных, слабых грунтах. Это и понятно. Вдолбить сваю в легкий водонасыщенный грунт куда проще, чем, непонятно каким образом, делать на болоте обычный, скажем ленточный фундамент. Весь дальнейший текст посвящен простой мысли о том, что нужно точно знать, сколько свай нужно использовать для строительства нашего дома и на какую глубину их вбивать (или закапывать). Очевидно, расчет ведется с тем условием, чтобы сваи не погружались в почву под весом здания. Это достигается как увеличением количества свай, так и заглублением их до достижения грунтов с нужными свойствами.

И только одно предложение этой энциклопедической статьи мне не понятно и вызывает мой живейший интерес. Это упоминание висячих свай. Что это такое, как они устроены и как действуют я не знаю. Не видел. Возможно, это из разряда строительной экзотики.

Мне кажется, что можно сделать большую ошибку, решив, что на столбчатых фундаментах можно здорово сэкономить, вкопав столбики на такую же глубину, что и, скажем, ленточный фундамент. Действительно, Грунт обычно трамбуется (сжимается) своим собственным весом. Чем глубже мы погружаемся, тем плотнее должен становиться грунт. В один прекрасный момент мы уже не можем копать простыми инструментами - лопата не входит в грунт. Будем считать, что мы достигли нужной степени несжимаемости. Можно ставить столб, закапывать его, потом заливать цементом или бетоном и строить на нем дом. А что будет, если мы не докопаемся до грунта с нужной жесткостью? Получится, как если бы мы поставили груз на четыре иголки, воткнутые в ватную подушечку. Понимаете мою мысль? Дом на таких иголках может легко уйти в землю. А если грунт насыщен водами? Как тогда копать на значительную глубину? Насос ставить?

Именно по-этому в профессиональном строительстве сваи именно забивают. Вы когда-нибудь видели, как забивают сваи? Это такая машина, которая ставит сваю и долбит по ней здоровенным грузом, который предварительно поднимает на тросах. Свая сначала идет легко, потом тяжелее, потом перестает погружаться. Это значит, что жесткость грунта под ней уравновешена грузом, который по ней долбит. Поскольку мы знаем величину груза мы вполне можем рассчитать, сколько веса здания на такую сваю будет приходиться. Из этих же расчетов выводится и количество свай на стену или все здание целиком. В этом случае нас действительно не волнует, какая почва под сваей, на сколько она пропитана водой и тому подобное. Перестала свая забиваться? ну и хорошо. Значит все в порядке. Можно ее укоротить до нужной высоты над поверхностью земли и строить на ней ростверк, а там и дом.

Можете вы повторить такую процедуру для постройки и расчета фундамента под частный дом? Боюсь, что это будет тяжеловато, а, значит, и риск осадки остается.

Какой же вывод? Не делать столбчатые фундаменты? Думаю, что не стоит. Однако с оговоркой. Если у вас дом на болоте, или на насыщенных водой грунтах, есть смысл заказать машину, которая делает в земле скважины крупного диаметра и вкопать сваи, чаще всего металлические или асбестоцементные трубы на значительную глубину. Не могу точно сказать на какую - все зависит от веса дома, количества труб, или свай, и состояния грунта. Грунт можно идентифицировать при его сверлении.

В любом случае вы получаете следующие минусы.

Дороговизна строительства: машина, подъемный кран, специалист-прораб, рабочие, трубы, бетон для их заполнения.

Дом, построенный на высоком ростверке, будет находиться высоко от земли, и под него будет задувать ветер.

И, наконец, устройство цоколя может представлять проблему. О кирпичах придется забыть. Скорее всего, придется зашивать каким-нибудь материалом типа плоского шифера, а он хрупкий, и легко трескается. Остается строить заглубленный ростверк. Это тоже может быть проблемой на болотах.

Короче говоря, строить дом на сваях нужно на очень влажной почве, а по моему опыту строить дом на плохой (влажной) почве не рекомендуется.