Фундамент – основа будь-якої будівлі. Він приймає на себе сукупну навантаження від стінових, стельових перекриттів, підлоги і покрівлі. Від його міцності буде залежати термін служби будівлі. Вартість його спорудження може досягати 40% від собівартості будови. Пальовий фундамент допоможе знизити витрати на будівництво. Установка паль з ростверком – відмінна заміна класичного стрічкового фундаменту.
Відмінності пальового фундаменту
Основною функцією будь-якого фундаменту, є створення нерухомої опори для будови. Залежно від типу ґрунту, шар, що приймає на себе навантаження будови, може знаходитися на різній глибині. Пухкі піщані ґрунти вимагають значного заглиблення для створення надійної основи. І навпаки, скельні і кам’янисті ґрунти не вимагають фундаменту великої глибини.
Крім стабільності грунту, враховується середня зимова температура в регіоні будівництва. Пучинистість, що виникає в зимовий час, з силою виштовхує фундамент у бік поверхні.
Щоб уникнути будівництва стрічкового фундаменту з великим заглибленням (більше 2 м), виконується установка паль, які приймають навантаження будинку і передають її глибоких шарів грунту.
У будівельній технології застосовуються палі наступних видів:
Буронабивні палі
Установка буронабивних паль – оптимальне рішення для зведення фундаменту на грунтах низької щільності, а також на хистких і рухливих грунтах. На етапі буріння паралельно ведеться геодезична розвідка. По мірі просування бура вглиб, беруться зразки грунту. Це допомагає визначити: до якої глибини необхідно буріння.
Щоб уникнути обвалення свердловини, в неї встановлюється обсадна труба. Крім цього, вона виконує функцію опалубки для заливки бетону.
Підготовка свердловин для установки паль
Буріння під палі повинно відбуватися строго перпендикулярно поверхні землі. Це умова складно дотримуватися через похибки в роботі бура. Тому діаметр його вибирають із запасом, на кілька сантиметрів більше обсадної труби. Це дозволить її точно співвіднести з віссю майбутньої стіни.
Якщо свердловина діаметром до 200 мм, то можна використовувати ручний мотобур. Для установки буронабивних паль більшого діаметра використовується тракторна установка, тому що опір буру настільки велике, що ручний інструмент утримати нереально.
Якщо техніка береться в оренду і оплачується по годинах, то доцільно підготувати заздалегідь під’їзні шляхи до робочій зоні, а також попередньо виконати всю розмітку.
При бурінні потрібно враховувати, що глибина занурення інструменту в грунт не буде відповідати розрахунковій глибині. При підйомі бура земля зі шнека буде обсипатися, що частково зменшить глибину свердловини. Тому виймати грунт потрібно з запасом 10-20 див.
Щоб уникнути усадки палі і подальшого розтріскування ростверку, дно свердловини необхідно засипати щільним матеріалом (гравієм, щебенем), потім утрамбувати.
Обсадні труби
Основне завдання цих елементів захистити свердловину від осипання ґрунту. Крім цього, вони захищають бетон від небезпечного впливу вологи: промерзання вологого бетону призводить до його швидкого руйнування.
У твердих породах, не схильних до обвалення, замість обсадної труби можна зробити гідроізоляцію із згорнутого кільцем у кілька шарів руберойду. Потрібно підібрати діаметр так, щоб він точно відповідав свердловині. В іншому випадку бетон під час заливки розчавить кільце, і паля залишиться без гідроізоляції.
Матеріалом для обсадних труб служить азбестоцемент або оцинкована сталь. Труби беруться з запасом. Довжина розраховується виходячи з глибини свердловини і висоти наземної частини. Крім цього, береться запас для подальшого вирівнювання всіх обсадних труб в єдиній площині.
Перед установкою паль під будинок, їх низ закривається щільною плівкою, щоб заливається бетон не витікав знизу.
Обсадна труба встановлюється відразу в підготовлену свердловину, потім за рівнем вирівнюється. Проміжок між грунтом і трубою необхідно відразу засипати, щоб уникнути зсуву.
Зміцнення паль
Бетон чудово справляється з навантаженнями на стиск. А ось поперечний вплив вузька паля переносить погано. Такі навантаження можуть виникати під час зрушень грунту і можуть призвести до руйнування підстави.
Для того щоб збільшити міцність на вигин, перед установкою бетонна паля зміцнюється каркасом із сталевої арматури.
Каркас виготовляється окремо із прутів, пов’язаних сталевий дротом. Діаметр конструкції підбирається на 40 мм менше товщини майбутньої палі. Це робиться, щоб метал не виступав з бетону назовні.
Для каркаса береться арматура товщиною 12-14 мм. Вона пов’язується або зварюється за допомогою дроту діаметром 5 мм. Якщо використовується зварювання, то крок фіксації становить 0,4 м. Щоб забезпечити таку ж міцність для плетеного каркасу, крок зменшується в два рази.
Арматурний кістяк встановлюється точно по центру обсадної труби. Він повинен виступати над поверхнею на висоту майбутнього ростверку.
Процес бетонування
Бетонувати можна двома способами: замовляти готовий бетон в міксері або виготовляти самостійно на будівельному майданчику. У зв’язку з цим проблеми, що виникають в процесі заливки, вирішуються по-різному.
Бетон, вступник в обсадну трубу, може зрушувати сталевий каркас в бік. Якщо суміш виготовляється вручну, то її порції невеликі, і арматуру можна поправляти вручну, по мірі надходження бетону. Якщо виконувати заливку міксером, великі обсяги не дозволять вирівнювати каркас вручну. Тому потрібно заздалегідь зміцнити арматуру у вертикальному положенні, за допомогою клинів і розпірок.
Для того щоб видалити бульбашки повітря з бетонної суміші, після заливки потрібно ущільнити розчин занурювальним вібратором або довгою жердиною.
Залізобетонні палі
Для будівництва об’єктів, що володіють великою вагою і високим тиском на грунт, використовується для фундаменту установка залізобетонних паль. Володіючи безліччю плюсів – великий міцністю, рівномірністю навантаження, великою глибиною занурення, дана технологія дорога для приватного будівництва через використання специфічного обладнання.
Перед установкою залізобетонних паль, виконується розмітка території, а також досліджується грунт. Після цього робиться пробна забивання для уточнення рухливості грунту.
Робота проводиться за допомогою сваебойной установки. Вага робочого молота знаходиться в діапазоні від 0,3 до 10 тонн. Положення палі повинно бути строго вертикальним. Допустиме відхилення – не більше 1 градуса.
Відмінність установки паль даного типу полягає в тому, що вони забиваються до упору. З кожним ударом молота грунт ущільнюється, і досягається момент, коли паля не в змозі просуватися вглиб. Це називається рівнем відмови.
Основною перевагою установки залізобетонних паль, є відсутність подальшої усадки під вагою будівлі, а також стійкість до поздовжніх навантажень, що виникають при посуванні грунту.
Гвинтові палі
Для будівель, що мають невелику вагу, таких як каркасні або брусові будинки, гвинтові палі будуть непоганою заміною бетонним. Принципова різниця між ними в тому, що буронабивна паля не обмежена вагою сприйманого навантаження, тоді як гвинтові витримує 6 тонн. Тому перед монтажем потрібно виконати розрахунок сумарної ваги будівлі і визначити крок установки паль.
Вибір типу буде спиратися на економічну складову, а також буде залежати від різновиду ґрунту, на якому зводиться фундамент. Наприклад, в підзолистих ґрунтах або торфовищах висока корозійна активність, тому сталеві труби в якості фундаменту – не кращий варіант.
Гвинтові палі частіше застосовуються для будівництва будинків з брусовий обв’язкою. Рідше встановлюють ростверк.
Установка
Вручну закручувати гвинтові палі – важка робота, що вимагає від працівників великої фізичної витривалості. Чим щільніше грунт і більше діаметр гвинта, тим складніше закрутити палю.
У верхній частині труби є отвір для монтажу. У нього вставляється труба, довжина якої повинна забезпечувати необхідний крутний момент. Два працівника обертають палю, взявшись за кінці труби, а третій дивиться за тим, щоб не було відхилень від вертикалі.
Для механічної установки паль під фундамент використовується трактор з пристосуванням для завертання. Спеціальний оголовок, підвішений на стрілі, захоплює трубу і через отвір передає на неї крутний момент. Виставивши в потрібній точці палю і, відрегулювавши правильне положення, пристрій загортає трубу в землю на потрібну глибину.
Залізобетонний ростверк
Кульмінацією технології установки паль є зв’язування їх в єдину конструкцію за допомогою ростверку. Він служить основою для стін і перекриттів підлоги.
Ширина ростверку дорівнює ширині стіни плюс 10 см. Висота залежить від ваги будови, а також від відстані між палями. Чим довше проліт, тим вище повинен бути ростверк. Для легких будинків ця величина не перевищує 0,3 м.
Перед заливкою ростверку бетоном, встановлюється армуючий каркас. Він робиться з сталевої арматури діаметром 16-20 мм і приварюється до пальовім каркасу. Для того щоб збільшити жорсткість конструкції, пучки арматури в середині прольотів також зварюються воєдино.
Виготовлення опалубки
Для того щоб залити ростверк бетоном, потрібно виготовити опалубку. Бетон має високу щільність, тому днище має витримувати його вагу. Опора під опалубку повинна бути надійною. Можна використовувати цеглу, керамзитні блоки. Чим вище ростверк, тим більше буде вага бетону, а значить, опори потрібно ставити на більш близькій відстані один від одного.
Опалубка збивається з дощок товщиною 20-25 мм у вигляді короба. Його бічні стінки у верхній частині повинні бути пов’язані між собою. Це запобіжить руйнування під вагою бетону.
Арматурний каркас вкладається всередину короба так, щоб до дна залишалося 0,2 м. Це дозволить залишатися арматури всередині ростверку і захистить її від корозії.
Нижні дошки опалубки повинні мати невеликий виліт для установки додаткових укосів. Короб всередині вистилається плівкою, яка запобігає протікання бетону через щілини між дошками.
Для заливки ростверку необхідно використовувати бетон високої міцності, витримує важкі кліматичні умови.
Бетон набирає міцність протягом 28 днів. Тому приступати до кладки раніше цього терміну недоцільно. Перед початком наступного етапу будівництва потрібно переконатися, що бетон досяг потрібної фортеці. Не завжди є можливість відправити на зразок випробування в лабораторію. Тому можна скористатися простим методом перевірки за допомогою молотка і зубила.
Удар потрібно наносити молотком вагою 300-400 гр. За величиною відколу можна визначити, який відповідає марці бетон:
- 1 см – клас міцності М75;
- 0,5 см – М150;
- менше 0,5 см – М200-250
Якщо скол після удару майже відсутня, то міцність відповідає марці М350.
