Свайный фундамент. виды фундаментов. монтаж свай

Дополнительные рекомендации

На тех участках, где твердый грунт расположен на большой глубине, использовать свайно-винтовой фундамент не стоит. Конечно, сваи можно нарастить. Но это повлечет дополнительных расходов.

Нежелательно начинать работы, не проверив качество грунта. Максимальная нагрузка, которую способны выдержать сваи, зависит и от типа почвы, в которую они вкручены.

Выбор типа фундамента – дело ответственное. Все зависит не только от личных предпочтений хозяина, но и от особенностей участка и конструкции здания. Не стоит останавливать выбор на свайно-винтовом фундаменте, досконально не изучив его преимущества и недостатки, особенности монтажа.

Возможно, для конкретных условий больше подойдет другой фундамент. И несмотря на дороговизну, не потребует непредвиденных расходов в будущем.

Классификация (разновидности) свайных фундаментов

Свайный фундамент подразделяется на несколько видов, в зависимости от типа свай, метода монтажа и других факторов. Ознакомиться с классификацией нужно перед началом строительства, особенно если планируется всю работу провести самостоятельно, не прибегая к помощи спецтехники.

По методу погружения

Рассматривая, какие бывают сваи, классифицировать их нужно по методу погружения:

1. Забивные. Установить в обычный или вечномерзлый грунт их можно только при помощи специальной строительной техники – вибропогружателя.

2. Набивные. Представляют собой железобетонные трубы, которые создаются бурением скважин и заливкой их раствором бетона.

3. Буровые. Железобетонные сваи, устанавливаются в предварительно пробуренных скважинах.
4. Винтовые. Столбы в виде сверл, ввинчиваются в землю ручным методом.

По способу воздействия на почву

1. Висячий. Нагрузка передается на землю посредством трения о бока материала.
2. Стойки. Нагрузку принимает на себя прочная часть земли, расположенная под несущим слоем. В этом случае не допускается осадка свайного фундамента.

По методу размещению элементов в грунте

Следующая классификация определяет способ размещения металлических столбов в грунтах:

1. Одиночный. Каждая свая устанавливается отдельно и не объединяется с другими элементами.
2. Коллективный. Сваи объединяются в ленты, располагаемые по периметру стен. При таком методе установки нагрузка распределяется равномерно на все опоры. Подходит для неустойчивого типа грунта и местности со скоплением осадков.
3. Кустарный. Этот свайный фундамент представляет собой объединение нескольких свай, находящихся под несущими элементами здания.

Устанавливаются сваи вертикально, но при строительстве дома на склонах опоры монтируются под наклоном. Данный тип подходит для местности, подверженной постоянным сильным осадкам, которые приводят к подвижности земельного участка.

По материалу изготовления

Какие бывают сваи определяют по материалу, используемому при изготовлении.

1. Стальные. Металлические элементы прочные, долговечные, подходят для установки в вечномерзлых грунтах и каменистой почве. Но есть и минусы у стальных труб. К ним относится необходимость проведения антикоррозийной обработки, большой вес, высокая стоимость материала.
2. Деревянные. Изготавливаются из древесины хвойных пород, отличаются низкой стоимостью. Минусы – подверженность гниению, недолговечность. Используются в строительстве редко. Недостатки деревянных свай легко устраняются специальными смесями.
3. Железобетонные. Изготавливаются на строительной площадке при наличии специальной техники. Для производства используется высококачественный бетон марки выше 200. Плюсы – устойчивость к физическим и погодным воздействиям, срок службы более 100 лет. Недостатки – высокая стоимость, необходимость покупки или аренды техники для изготовления свай.

По типу строения

Свайный фундамент подходит для строительства малоэтажных зданий:

1. Для дома из бруса подходит основание из железобетонных или металлических свай с ростверком.
2. Кирпичное здание требует прочного основания, созданного из железобетонных свай.
3. Каркасный дом не требует дополнительного укрепления, для него подойдет фундамент на основе обработанных деревянных свай.
4. Под баню фундамент не требует укрепления и устанавливается из любого вида свай.

Какие виды свайных фундаментов подходят для конкретной площадки, определит специалист после анализа почвы.

Какими особенностями обладает свайное основание?

Свайный фундамент обладает рядом особенностей:

• позволяет выполнять постройку дома непосредственно после погружения опор в грунт. Для этого необходимо срезать оголовок сваи по уровню и объединить все опоры ростверком;
• может сооружаться в любых климатических условиях, независимо от температуры окружающей среды. Универсальность технологии погружения опор позволяет сооружать свайное основание при любой погоде;
• отличается повышенным запасом прочности и высокой степенью надежности. Ведь у каждой сваи несущая способность подбирается с учетом массы строения и характера почвы.

Отсутствие усадки опор на протяжении длительного периода эксплуатации зданий также является существенной особенностью свайного фундамента.

Достоинства и недостатки свайных конструкций

Свайно-ростверковый железобетонный фундамент отличается по стоимости: он гораздо дешевле (примерно на 20-30 %) классического ленточного. Экономия достигается за счет минимального объема земляных работ и значительно меньшего расхода основных материалов – арматуры и бетона. Это является его основным преимуществом.

Другие достоинства:

• Скорость строительства – за счет минимального объема, а иногда и полного отсутствия земляных работ требуется значительно меньше времени на его сооружение.
• Возможность устройства в любое время года – погодные условия никак не отразятся на качестве и надежности основания.
• Возможность самостоятельного проведения работ – для вкручивания свай необязательно наличие специализированного оборудования, так как это можно сделать и вручную силами 2 человек.
• Возможность устройства на участках со сложным рельефом.
• Прокладка коммуникаций возможна уже после сооружения фундамента.

Рисунок 2. Разновидности свай для фундаментов

Из недостатков стоит выделить невозможность строительства свайно-ростверковых конструкций на скалистых и каменистых грунтах. Не менее значимым минусом является подверженность металлических свай коррозии. Тем не менее, срок службы фундамента этого типа может достигать более 50 лет в зависимости от используемых свай и метода их противокоррозионной защиты.

Укрепление грунта

Существует несколько методов, позволяющих повысить несущую способность грунта под основанием на сваях:

1. цементация;
2. силикатизация;
3. смолизация;
4. обжиг.

Первые три технологии предусматривают нагнетание соответствующих растворов в почву под свайным основанием. Силикатные составы используют при работе с песчаными и лессовидными грунтами.

Смолизация применима при усилении фундаментов на мелких песках. Цементацию проводят на глинистых и гравелистых почвах.

При обжиге вокруг свайного фундамента создают скважины, в которые подается горючая смесь. Топливо сгорает под высоким давлением (до 5 МПа), благодаря чему раскаленные газы проникают глубоко внутрь почвы вокруг скважин. Под воздействием высокой температуры и давления происходит образование пластов обожженой почвы, обладающей повышенной твердостью.

Пошаговая инструкция по устройству фундамента

Готовясь делать свайно-ленточное основание, надо либо заранее запланировать высокие траты на отопление, либо сразу в смету и проект заложить утепление цокольно-фундаментной части строения. Во втором случае понадобится влагостойкий утеплитель для стен и облицовка, зато в жилище точно будет тепло.

Необходимо будет по периметру коттеджа выполнить фальш-стенку, закрывающую свайные столбы и предотвращающую сквозняки между ними. Для этого можно взять фасадные панели для наружной отделки либо профлист. Если же хочется чего-либо более красивого и элегантного, то есть клинкерная плитка и декоративный кирпич. Отелочных материалов для экстерьера здания существует немало.

Весь процесс строительства ленты на сваях можно разбить на два этапа. Сначала выполняется свайная часть из буронабивных труб. А затем на них укладывается ленточная конструкция. Надо только не забыть связать их между собой арматурой перед заливкой бетона.

В целом пошаговая инструкция ленточного фундамента на бетонных сваях разбивается на пять шагов:

1. Подготовительные и чертежные работы

2. Выемка земли, установка труб из асбестоцемента и их армирование.

3. Заливка несъемной асбестоцементной опалубки бетоном.

4. Создание ленточной опалубки из досок и брусков.

5. Армирование ленты на сваях и заполнение ее бетонным раствором.

6. Гидроизоляция железобетона.

Чертим на бумаге или в программе будущей фундамент — ленту и сваи

Разметка «кольями» скважин под сваи будущего фундамента

Трактором с буром делаем скважины

Сваи необходимо погружать на глубину ниже уровня промерзания на стройплощадке грунта. Ямы под них придется копать на 40–50 см ниже этой отметки. Фундамент должен опираться на устойчивое грунтовое основание.

Получаем вот такие скважины

После подготовки скважин размерами на 10–15 см шире внешнего диаметра труб из асбестоцемента на их дне толщиной в 30 см насыпается песчаная подушка. Трубная опалубка устанавливается как раз на этот утрамбованный песок. Сами трубы в поперечнике выбираются из расчета 1/3 от ширины ж/б ростверка.

Подготавливаем арматуру для вязки каркаса свай

Далее каждая свая армируется тремя или четырьмя вертикальными прутами из стали сечением 10–12 мм и длиной равной сумме высот опоры и ленты на ней. Размещаются они в трубе на приблизительно равном удалении друг от друга и от асбестоцементных стенок. Для упрощения их можно связать проволокой в нужную конструкцию еще на земле до установки.

Вяжем каркасы свай из арматуры и вставляем в скважины

Следующий этап – заливка труб бетонным раствором. Обычно это выполняется до армирования ленты фундамента на сваях. Но приведенная инструкция может быть и несколько изменена. Тогда сначала укладывается арматура в ростверк и для него делается опалубка, а потом все вместе уже заливать бетоном. Ячейки армирующего пояса вяжутся размером в 30–40 см в зависимости от ширины и высоты ленты.

Заливаем сваи до уровня арматуры ленты. На фото показана ситуация, когда сваю «перелили» и её пришлось высверливать для установки ленточного каркаса

Прокапываем «ленту», подсыпаем песком, подстилаем рубероид и вяжем ленточную арматуру

Выставляем опалубку и заливаем бетон до нужного уровня. Не забываем вибрировать бетон во время заливки

Для выполнения гидроизоляции достаточно взять обычный рубероид и обернуть им ростверк. Этот наиболее дешевый вариант. Также можно воспользоваться битумной либо полимерной мастикой. На этом фундамент дома в виде ленты на сваях выполнен. В дальнейшем его надо будет лишь закрыть облицовкой и по необходимости утеплить.

После высыхания промазываем фундамент битумом и застилаем рубероидом

Готово — можно выкладывать стены

Расчет и проектирование свайно-винтового фундамента

Точный расчет винтового фундамента выполняет конструкторское бюро. Этот этап входит в список обязательных работ при подготовке проектно-технической документации на возведение здания. При этом учитываются несколько показателей:

• определяют тип почвы — эта характеристика влияет на выбор свай и прочность фундамента;
• глубина промерзания — к этому показателю добавляют 20-25 см;
• глубина пролегания грунтовых вод;
• проводится расчет несущей способности 1 сваи;
• определяют вес готового здания с учетом строительных материалов.

Расчет и проектирование фундамента выполняет конструкторское бюро.

Оценка несущей способности

Для каждой сваи указывается ее несущая способность. Так, для опоры диаметром 108 мм этот показатель достигает 5-9 т. Ориентироваться только на эти характеристики не следует, т. к. диапазон составляет 4 т.

На это значение влияет и несущая способность почвы, которая изменяется в зависимости от ее типа. Определить вид грунта для дальнейших подсчетов можно 3 способами:

1. Геологическими изыскательскими работами. В ходе их проведения эксперты пробуривают на участке скважину, берут образцы земли и изучают их. Этот способ дает максимально точные результаты и имеет минимальный поправочный коэффициент — 1,2. Минусом этого варианта является высокая стоимость.
2. Вкручиванием пробной сваи. Во время установки опоры проверяют крутящий момент. Поправочный коэффициент в этом случае немного выше — 1,25. Недостаток этого метода заключается в необходимости привлечения специалистов.
3. Бурением скважины своими силами. После достижения нужной глубины из отверстия извлекают грунт и классифицируют его. Поправочный коэффициент достигает 1,6-1,7, однако финансовые затраты минимальные.

Оценка нагрузок

Под нагрузкой принято понимать вес готового строения вместе с мебелью и снежным покровом на крыше в зимнее время. Расчет лучше поручить опытным специалистам, однако приблизительные данные можно вычислить самостоятельно.

Для расчета потребуется несколько показателей:

1. Площадь стен (внешних и внутренних) и материал.
2. Площадь междуэтажных перекрытий и материал, из которого они изготовлены.
3. Площадь крыши и разновидность кровельного материала.
4. Вес ростверка. Его рекомендуют учитывать только в том случае, если сваи обвязываются железобетонной конструкцией. При использовании деревянного бруса такой ростверк можно не учитывать.

Число свай

Чтобы рассчитать количество опор, суммарное значение нагрузки при строительстве делят на возможную нагрузку 1 сваи. Если полученное число дробное, то его округляют в большую сторону. Например, результат 14,7 будет округлен до 15. Количество опор, полученное в результате расчета по формуле, является минимальным, но не окончательным. Некоторые корректировки вносят с учетом проекта здания

При этом важно учитывать план постройки и материал, используемый для строительства:

1. Шаг 3000 мм при установке опор применяют, если дом будет из бруса, бревен или построен по каркасной технологии.
2. Шаг 2000 мм рекомендуется для более тяжелых конструкций, например, дома из шлако-, газо- или пенобетона.
3. Шаг 3000-3500 используют при возведении легких ограждений.

При расстановке свай важно соблюдать несколько требований:

1. Опоры должны быть по углам дома и в местах, где несущие стены примыкают к внешним или пересекаются между собой.
2. В местах прохождения капитальных и наружных стен опоры должны располагаться на равном друг от друга расстоянии. Шаг рассчитывают с учетом строительных материалов.
3. Пристройки к дому должны иметь отдельный фундамент, не связанный с опорой дома. В целях экономии можно использовать сваи меньшего диаметра.
4. Если в доме будет камин, печь или котел, то в этом месте устанавливают 2 дополнительные опоры.

Чтобы рассчитать количество опор, вычисляют нагрузку на одну сваю.

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент представляет собой совокупность свай, которые объединены между собой ростверком.

Сваи – это длинные элементы, которые закапываются в грунт в наклонном или чаще в вертикальном положении. Такие конструкции могут выполняться из разных материалов. К примеру, это может быть древесина, сталь, железобетонные изделия и прочее. Сваи по форме похожи на столбы, но концы у них сужены. Этими концами сваи ввинчиваются в почву, вдавливаются либо забиваются.

Согласно снип свайные фундаменты нужно устанавливать в тех зонах, где предполагается наибольшая нагрузка. Кроме того, их обязательно нужно расположить в тех местах, где будут располагаться главные несущие стены. В зависимости от того, какие будут предусмотрены нагрузки, возможно использование одиночных и кустовых типов свай. Кустовые предполагают, что конструкция будет состоять из нескольких элементов, которые располагаются группами. При одиночном типе они располагаются под разные опоры.

Сам ростверк соединяет разные сваи в единую систему. Зачастую это плита из бетона или железобетона. Она накладывается поверх столбов. Именно эти плиты и становятся несущим элементом. Благодаря им нагрузка переходит с надземных элементов на столбы.

Где же можно использовать фундамент на сваях? В основном такие сооружения применяются в тех случаях, когда верхняя часть почвы слишком слабая. Из-за этого нужно перенести общую нагрузку с верхнего слоя на более плотные слои, которые залегают глубже.

Сейчас в строительстве вариант фундамент-сваи считается очень популярным. Это объясняется тем, что несущие свойства достаточно высокие. Кроме того, устройство будет более дешевым, так как земляные работы будут иметься только в небольшом объеме.

Особенно подходит подобный тип фундамента для каркасных, щитовых или деревянных помещений. Можно прибегать к подобному варианту при строительстве заборов, бань, веранд, беседок и других строений.

Обвязка ростверком

Ростверк — это пояс обвязки, соединяющий отдельные опоры в единую систему. Он нужен для принятия веса стен или прочих элементов конструкции дома, равномерного распределения нагрузки по всему свайному полю.

Существуют разные способы монтажа ростверка, обусловленные материалом изготовления:

Деревянный

Используется деревянный брус минимальной толщиной 150 : 150 мм. Как вариант, можно применить пачки из досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм, соединенные в единый пакет размером 150 : 200 мм. Используется качественный сухой пиломатериал 1 или 2 сорта.

Поверхность дерева покрывается антисептическим и антипиреновым составом (в настоящее время существует пропитка, выполняющая обе функции). Соединение брусьев производится вполдерева и только над оголовком сваи.

Стыки, расположенные в пролете, не допускаются. Между металлом и деревом во всех местах прокладывают двойной слой рубероида (гидроизоляция). Установка выполняется так, чтобы свая располагалась точно по продольной оси бруса.

Металлический

Используются различные виды металлопроката:

• Швеллер.
• Двутавр.
• Труба прямоугольного сечения.

При использовании швеллера не нужны оголовки, хотя для трубы или двутавра их присутствие обязательно. Для швеллера используются специальные закладные детали, установленные в трубу при заливке бетона.

Появляется возможность обойтись без гидроизоляции между оголовками и обвязкой, но между металлом и стеной она применяется в любом случае. Соединение деталей производится сварным способом с обязательным усилением болтами.

При повышенной прочности металлического ростверка, возникает большой металлический элемент конструкции, который требует обслуживания — периодической покраски защитными составами.

Железобетонный

Это самый трудоемкий и долгий вариант создания ростверка, но и самый прочный и надежный, не подверженный коррозии или гниению. Для его создания необходимо изготовить опалубку, установленную поверх оголовков.

Внутрь помещают арматурный каркас, после чего приступают к заливке бетона.

Опалубка изнутри устилается слоем рубероида или полиэтилена для исключения утечек влаги. Иногда ростверк заливают ниже уровня оголовков, приваривая арматурный каркас непосредственно к стволам. Чаще всего такое производится при достаточной высоте на уровнем грунта.

В таких случаях подрезку по горизонтали выполняют после затвердения бетона (28 дней), а заполнение стволов производят после подрезки.

Основные плюсы свайно-винтового фундамента

Отдавая свое предпочтение тому или иному типу фундамента, наш выбор всегда основывается на его положительных качествах, поэтому давайте с них и начнем.

1. Стоимость фундаментаТочной цифры, на сколько свайно-винтовой фундамент обойдется дешевле, чем другие типы, на вскидку Вам никто не скажет, потому что необходимо учитывать множество факторов, начиная от глубины заложения, и заканчивая весом и размером самой постройки. Но, как показывает практика, выгода начинается от 20-40%, по сравнению со столбчатым и мелкозаглубленным ленточным фундаментом, а если сравнивать его с заглубленным ленточным или монолитной плитой, то здесь цена уже может отличаться в несколько раз, а в наше время — это огромный плюс.2. Легкость и удобство монтажаМонтаж свайно-винтового фундамента настолько прост, что его можно осуществить своими руками, без применения спецтехники и дорогостоящих инструментов, прибегнув лишь к помощи друзей или родственников.Как правило, достаточно 3 человек, чтобы без проблем осуществить монтаж.3. Очень быстрый монтаж винтовых свайЗначительный плюс винтовых свай, потому что в большинстве случаев, монтаж фундамента осуществляется за 1-2 дня. В то время, как другие типы фундамента, включающие в себя такие этапы, как копку, армирование, устройство опалубки и заливку бетона, займет гораздо больше времени, сил и средств.Но стоит помнить, что время монтажа полностью зависит от профессионализма работников, грунта и глубины заложения винтовых свай.4. Уклон на участке — не помеха для свайно-винтового фундаментаКаким бы ни был уклон на Вашем участке, он не будет проблемой для монтажа свайно-винтового фундамента. Большая разница в высоте (5-8 метров), может стать практически не преодолимой преградой для железобетонных типов фундамента, а свайно-винтовой – с этой задачей справиться.Тут стоит отметить, что другой тип фундамента, например ленточный, с этой задачей тоже может справиться, но это обойдеться Вам в несколько раз дороже.5. Чистый участок после заложения фундаментаВ процессе заложения фундамента, на участке не будет лишних отходов и грязи, таких как выкопанный грунт, пролитый бетон, следы от техники на газоне и т.д. Хоть и не такой значительный, но все же плюс.Закладывая фундамент на винтовых сваях, Вам не придется думать, куда деть лишний грунт, как очистить участок6. Монтаж в любое время годаВ отличие от бетонных и железобетонных фундаментов, устройство которых в зимний период предусматривает дополнительные затраты на прогрев бетона, противоморозные добавки и т.д., монтаж винтовых свай можно производить практически при любой температуре воздуха и без дополнительных затрат. Тем более, все знают, что строительство зимой гораздо дешевле.7. Теплый пол в домеОсобенность этого фундамента такова, что между грунтом и полом дома присутствует приличная прослойка воздуха, а как известно, воздух – хороший теплоизолятор. Таким образом, если сравнивать полы по грунту, и полы «висящие в воздухе», то теплее будут вторые, при одинаковых затратах. А это уже значительный плюс в пользу винтовых свай.8. Быстрая готовностьЕсли бетонные фундаменты предусматривают затвердевание в течение 28 суток, а также время для усадки, перед тем, как начнется монтаж стен, то свайно-винтовой фундамент, готов к расчетным нагрузкам сразу после монтажа.9. Простота наращивания фундаментаВ случае, когда Вам необходимо, по каким-либо причинам, после монтажа винтовых свай, немного изменить проект дома, планировку, или просто пристроить что-либо, нарастить свайно-винтовой фундамент не составит особого труда. Что не всегда возможно сделать без значительных затрат с другими видами фундаментов.10. Несложный ремонт фундаментаОт некачественных материалов, неправильного монтажа, да и вообще неквалифицированных специалистов – не застрахован никто. Так вот, если по какой-либо причине, винтовая свая лопнет, то ее легко будет заменить, даже если дом уже будет построен. А вот если лопнет ленточный или плитный фундамент, то ремонт обойдется Вам в очень большую сумму.11. Не тянет влагу из грунтаБлагодаря тому, что связь дома с грунтом осуществляется только через металлические сваи, влага, расположенная в земле, никаким образом не сможет проникнуть ни в стены, ни в пол Вашего дома.

Вот мы и рассмотрели все основные плюсы свайно-винтовых фундаментов. Как видно, их огромное количество, большинство из которых могут стать весомым аргументом в пользу винтовых свай при выборе фундамента под дом.