Палі дають можливість побудувати будинок майже в будь-яких умовах: на затоплених, рухливих грунтах, на схилах, а також на звичайних грунтах, коли необхідно звести будівлі з найменшими витратами. Існує кілька різновидів пальового фундаменту, що дозволяють будувати на них як важкі, так і легкі будинку.
Фундамент палі являє собою систему опор вбитих, угвинчених в землю або створених прямо в грунті, об'єднаних зверху в цільну конструкцію ростверком або без нього.
Він застосовується на наступних грунтах:
- пучіністие;
- торф'яні, з великою кількістю перегною;
- затоплюються грунту, що втрачають при зволоженні стійкість;
- глинисто-піщані, пливуни, солончаки;
- суглинки і глинки з пластичним станом.
Будівництво фундаменту має наступний принцип: ростверк передає всю тяжкість будівлі не на лежить під ним слабкий грунт, а на опори, які досягають стійких шарів грунту або надають стійкість дому за рахунок сили тертя з навколишніх їх грунтом.
Застосування такого фундаменту виправдано також, коли потрібно швидко створити підставу для будівлі. Він не вимагає великих земляних робіт, виїмку ґрунту, зменшує витрату розчину: опори просто забиваються і об'єднуються ростверком з металевих балок або залізобетону. Він застосовується і на особливо щільних, кам'янистих грунтах, коли важко проводити земляні роботи.
Існує кілька типів опор з дерева (застосовуються дуже рідко), металу (сталеві), залізобетону (готові і створювані в грунті). Приватне будівництво використовує стрижні для фундаменту довжиною від 3 до 6 м.
- готові, що забиваються відразу прямо в землю спеціальною технікою;
- готові стрижні, що забиваються в пробурені свердловини;
- металеві гвинтові - вгвинчуються вручну або за допомогою техніки;
- створювані із залізобетону прямо в пробурених свердловинах.
За типом розташування в землі розрізняють:
- стійки - вага передається на міцний грунт, що знаходиться під шарами слабкою грунту;
- висячі - стійкість досягається за рахунок тертя землі про їх стінки.
План і розміщення паль
Ростверк розподіляє навантаження на стрижні рівномірно. Вони розташовуються кількома способами:
- поодинці - кожна під окремою колоною;
- стрічкою - рівномірно уздовж периметра стін;
- смугами з двома або більше рядами;
- кущами - під точками критичного навантаження під несучими колонами, при каркасному будівництві;
- полем під широким ростверком.
Для приватних будинків з невеликою кількістю поверхів палі розташовують стрічковим способом одним рядом. Якщо ростверк широкий - кілька рядів. Під самими напруженими точками - кутами, під великими дверними отворами - їх розміщують кущами. Стандартна відстань між ними 1,5 м, а допустимий діапазон 1,5-3 м.
Стрижні розташовуються в обов'язковому порядку по кутах будівлі і на перетинах стін всередині нього.
Будівництво починається після складання хоча б приблизного плану майбутньої конструкції.
Приблизно розрахувати кількість опор можна за такою методикою. Розраховується маса будинку, якщо палі будуть розташовуватися стрічковим способом через 1,5 м, визначити їх кількість просто. Виходячи з ваги будівлі, визначається необхідна опорна площа, знаючи її, визначають перетин стрижнів. Площа опори обчислюється за формулою: S (опори) = М (маса будинку) х 1,4 / Н. де Н - несуча здатність грунту.
Процес роботи поетапно
Для точного уявлення про створення фундаменту палі процес роботи краще розглянути поетапно.
Підготовка ділянки, розмітка
Ділянка під будівництво пальового підстави готується, з нього прибирають сміття і зайві предмети, розраховують шляхи під'їзду техніки, місця складування будматеріалів. Майданчик вирівнюють, можна зняти родючий грунт і вивезти його.
Розмітка проводиться згідно з планом традиційним способом кілочками і шнурами. Під шнурами можна викопати маленькі траншеї, це дозволить їх потім зняти. Використовують два шнура позначають внутрішні і зовнішні кордони стін. Коли вбивають по кутах, між ним натягують шнури. Кути повинні бути рівними 90 градусам. Це поверяется транспортиром або великим косинцем, а також шнурами, натягнутими по діагоналі. Далі, визначають місця положення паль згідно з планом.
Залежно від того яким буде ростверк - заглибленим, малозаглиблених - риють траншеї різної глибини. Для пальового фундаменту, як правило, їх глибина не перевищує півметра.
Для висячого ростверку траншей не треба - роблять на поверхні подушку з піску під майбутній короб піднятою опалубки під бетонну заливку. Якщо фундамент буде зі збірним, збірно-монолітним ростверком, траншей і опалубки не треба.
На дно траншеї насипається і трамбується подушка з шарів по 10-15 мм з піску і гравію. Поверх її укладається гідроізоляція, хоча це необов'язково
Самостійно можна пробурити свердловини діаметром до 300 мм ручними бурами. Електричний або механічний прилад дозволяється бурити отвори від 600 мм і більше. Пристрої оснащені регульованою штангою, що дозволяє бурити на різну глибину (5-7 м і більше).
Якщо планується створювати буронабивних палю з підошвою, то слід використовувати бури, що дозволяють робити розширення під неї на дні отвори. Для паль, що створюються прямо в грунті, на дно свердловин також насипається шар піску і гравію в 20-30 см.
Під гвинтові і забивні палі свердловин не потрібно, хіба що для полегшення процесу закручування або вбивання в землю.
Монтаж і створення паль
Розглянемо особливості деяких видів матеріалів окремо.
Дерев'яні забивні стрижні. Вони використовуються не дуже часто для свайне основи, так як деревина схильна до гниття, деформації, вона недовговічна, вимагає додаткової обробки від корозії. Такі палі використовуються для дачних, легких будиночків, будинків з бруса, для дерев'яних каркасних будинків, невеликих котеджів. Принцип створення простої: палі забиваються в ряд або через проміжок (1,5-2 м). По кутах, на перетині стін, під несучими конструкціями розміщують товсті колоди.
Колоди поміщаються в заздалегідь викопані отвори, а якщо вони маленькі, їх вбивають молотами, спеціальною технікою. Перед застосуванням дерев'яні палі в обов'язковому порядку підлягають обробці гідроізоляцією - бітумом, руберойдом. Як правило, колоди встановлюються в отвір на кам'яну або бетонну п'яту: 100 мм стовбура занурюється в ще незастиглий шар бетону в 200 мм на дні свердловини.
Оголовья паль об'єднуються збірним, збірно-монолітним ростверком з металевих або дерев'яних балок. Свайне наголов'я в залежності від елементів, що спираються на нього і навантаження, може мати пристрій під ростверк (майданчик, випуски арматури, елементи кріплення) або штирьовий, монтажний столик, стакан.
Гвинтові палі. Гвинтові паля являє собою загострений металевий стрижень або трубу довжиною 80-130 мм з гвинтоподібним пристосуванням на кінці для вкручування в землю. Зверху вона має наголов'я з отворами під кріплення, на яке встановлюється металеві, інші балки ростверку. Саме такі стрижні часто застосовуються на похилих ділянках для невеликих будиночків, веранд.
Єдиний недолік гвинтового фундаменту: він застосовується для легких будівель, будиночків з брусів, каркасних споруд. Велику масу він нездатний витримати. Опори вгвинчуються точно по центру бруса. Вони повинні розташовуватися по периметру кожної стіни, на кутах, в точках перетину стін.
Це найшвидший спосіб з мінімальними витратами зробити фундамент палі. Палі можна закручувати вручну, немає необхідності в котловані, свердловина, не потрібно опалубки, так як застосовується збірний ростверк. Коротко процес роботи: розмітка, приямок, вгвинчування паль, бетонування. Вкручування пальового стрижня під силу 2 4 робочим.
Спочатку потрібно викопати приямок 30-50 см, куди і ввинчивают стрижні на 1,6-1,7 м, але не менше, ніж на півтора метра. У палю вставляють лом, на нього фіксують важелі, і проводиться вкручування. Зверху кріпиться магнітний рівень, його похилий кут не повинен виходити за рамки 2 градусів, інакше паля знизить несучі якості або деформується.
Після фіксації в землі стрижні фундаменту перевіряють на висоту нівеліром, якщо є необхідність, обрізають болгаркою. Висота для обрізання, в більшості, 15-20 см. Далі, до стержнів привариваются оголовья - посилені майданчики, зварені з трубою, що перевищує діаметр опори. Труба приварюється до палі, шов обов'язково обробляється антикорозійною фарбою.
Далі, гвинтові стрижні в приямку бетонуються розчином з пропорціями: 0,5 (вода) / 1 (цемент) / 4 (пісок) - це захистить від корозії. Слід пам'ятати: чим рідше стоять опори, тим більшу усадку дасть спорудження. Будівництво продовжують весь час - не чекають усадки. Такий фундамент можливо побудувати за 3-5 днів.
Забивні палі. Фундамент палі створюється також з вже готових великих паль - металевих або бетонних. Свердловини під них робляться бурінням або пробивкой із застосуванням спеціальної техніки. Буріння проводиться бурами, пробивання - скиданням з великої висоти чавунної «баби», яка пробиває отвір в грунті. Такий фундамент також створюється без попереднього копання свердловин: паля просто забивається в грунт Пневмомолот.
Металеві забивні палі - з відрізків двутавров, швелерів, труб - використовуються рідко. Вони дорогі і застосовуються в сухих, хімічно неагрессівнихгрунтах. Забивні палі, як правило, без підошви з загостреним кінцем.
Буронабивні палі. Найпоширеніші в приватному будівництві для будівель з декількома поверхами - буронабивні опори пальового фундаменту. Вони легко створюються прямо в грунті своїми руками. Стовбур, голова, п'ята (підошва) - елементи цих паль.
- риють свердловини для фундаменту палі ручними бурами або спеціальною установкою. Рекомендують створити на дні розширення - підошву або п'яту;
- на дно отвори насипають прошарок з піску і грунту товщиною в 30 см;
- в свердловину вставляють обсадних труб. В її ролі може служити згорнутий декількома шарами руберойд, скріплений через кожен 50 см дротом;
- армування. У трубу вставляють армований каркас з 3-4 прутів арматури, з'єднаних перемичками;
- спочатку в трубу заливають бетон на 50 см. її пріподнімают.раствор випливає, заповнюючи п'яту, після цього заливають залишився бетон;
- заливку трамбують, випускають повітря;
- чекають 2-3 тижні, поки розчин твердне.
Пальові основи бувають з ростверком і без.
Верхня частина, яка спирається на палі, що об'єднує їх в цілісну конструкцію, рівномірно розподіляє і передає їм масу будівлі, називається ростверком. Високий (більше 15 см від поверхні), підвищений (10-15 см від поверхні), заглиблений (поглиблений в траншеї) він буває наступних типів:
- збірні балки (рандбалки);
- збірно-монолітні елементи;
- монолітна конструкція.
Збірний ростверк свайне основи складається з дерев'яних, а частіше балок зі сталі (швелера, двутавра), які зварюють. Недолік: слабкі місця на швах, корозія металу, якщо конструкція знаходиться у вологому місцевості. Термін його працездатності 10-20 років в агресивних умовах. Плюси: швидко збирається, він просто укладається поверх пальового оголовка з гідроізоляцією і кріпляться до нього, не створюючи монолітну конструкцію. Його застосовують для дач, веранд, альтанок. Роль ростверку в будинках з дерева виконує нижній вінець, обв'язування.
Збірно-монолітний ростверк використовують в промисловому будівництві для багатоповерхових будівель. Він являє собою конструктор з попередньо відлитих і підготовлених елементів з замками. Він омонолічіваются в процесі створення. Збирається з застосуванням важкої техніки, коштує дорого і вимагає точності.
Монолітна конструкція пальового фундаменту ідеальна для приватного будівництва разом з буронабивних палями. Її арматура з'єднується з прутами, що стирчать з паль. Це фактично стрічкове підстава, що спирається на палі.
- опалубка. Щити збиваються в залежності від висоти ростверку: на поверхні землі, на підсипання під висоту конструкції або піднятим коробом;
- армування двома поясами, соедіненнихвязальной дротом і перемичками. Арматуру пов'язують з випусками прутів з опор;
- в опалубку заливають важкий бетон М200, М400. Він проколюється штирями для випуску повітря, трамбується до появи молочка, вирівнюється і змочується кожен день два рази. Через 3-4 тижні можна приступати до зведення стін.
Рекомендована висота для ростверку - від 300 мм.
Палі повинні перебувати нижче точки промерзання грунту як мінімум на півметра. Іноді краще поставити більше тонких, чим менше товстих паль. На горизонтально нестійких грунтах рекомендують особливо жорсткі монолітні або посилені ростверки.