Свайный фундамент для частного дома: обустраиваем своими руками

Первый этап строительства любого частного дома – это устройство фундамента. От того, насколько правильно рассчитан и качественно залит фундамент, зависит прочность и надежность всей конструкции. В зависимости от характеристик почвы, параметров сооружения и прочих факторов выбирается один из видов фундамента.

Наибольшее распространение получили ленточные, столбчатые, плитные и свайные виды фундаментов. Ленточный фундамент (о котором мы подробно рассказывали в предыдущей статье) представляет собой вытянутую конструкцию, которая принимает нагрузки от несущих стен здания. Под лентами находятся фундаментные плиты, что обеспечивает распределение нагрузки на большую площадь.

Столбчатая разновидность устанавливается за счет погружения столба в заранее пробуренную скважину. Столбы объединяются при помощи железобетонных балок, на которых и строится дом. Плитный фундамент представляет собой сплошную плиту из железобетона, повторяющую контуры здания. Она укладывается на глубину 30-100 см в землю. Свайный фундамент – одно из самых популярных оснований для частных домов, о котором более подробно пойдет речь в данной статье.

Этапы строительства свайного фундамента

Первый этап строительства фундамента на сваях – это проектирование. На этом этапе определяются характеристики грунта с целью правильного расчета фундамента. Испытательное бурение проводится для того чтобы взять пробы грунта и определить его свойства. Также осуществляется зондирование грунта, во время которого изучается его подвижность. Степень сжимаемости грунта определяется с помощью прессиометрического испытания. Далее почва испытывается эталонными сваями, в результате чего выбирается наиболее подходящий тип свай.

Конечно, эти испытательные работы могут и не проводиться при строительстве небольшого частного дома. Однако в этом случае установка свайного фундамента должна производиться с запасом прочности.

Непосредственно сами строительные работы включают следующие этапы:

  • Бурение скважин или рытье котлованов под установку свай. Ямы должны быть расположены по периметру будущего сооружения, а их диаметр и глубина напрямую зависят от габаритов и веса дома.
  • Устанавливаются трубы из рубероида. Их длина должна быть больше на 3 метра, чем глубина вырытых ям, т.к. вверху будет создаваться опалубка. Если не задействовать рубероидные трубы, то долговечность свайной конструкции существенно уменьшится.
  • Армирование свай – закладываются пруты арматуры, которые будут соединять опоры с ростверком.
  • Бетонирование – раствор заливается порциями, чтобы обеспечить его равномерное засыхание.

Более точный технологический процесс можно составить лишь после выбора способа исполнения. Их существует несколько, и о каждом из них пойдет речь в следующей главе.

Разновидности свайных фундаментов

Свайный фундамент может выполняться по нескольким технологиям и с различными вариантами используемых свай. Каждая из разновидностей предпочтительна в определенных случаях, и обладает рядом достоинств и недостатков. Правильный выбор свайного фундамента и ростверка способствует удешевлению строительных работ и увеличению срока службы частного дома.

По способу работы

Сваи фундамента классифицируется по нескольким признакам, способ работы – первый из них. Существуют сваи-стойки и висячие сваи.

Сваи-стойки

Первая разновидность распределяет нагрузку от дома по всей поверхности земли. Однако до 85% всего веса здания приходится именно на стойку, поэтому они должны быть максимально прочными. Такой вариант свайного фундамента самый распространенный, т.к. он практически не оседает, при этом выдерживает высокие нагрузки.

Висячие сваи

Висячие сваи на грунт не упираются, а фиксируются за счет действующих сил на боковые поверхности, подобно удержанию в доске гвоздя. Такие сваи обладают большей площадью и диаметром и имеют рельефную структуру для увеличения сцепляющей силы. Данный способ строительства свай используют в тех случаях, когда плотные породы грунта находятся слишком глубоко, и бурение на такую глубину экономически нецелесообразно.

В зависимости от материала изготовления

Выбор свай зависит не только от характеристик грунта и сооружения, но и от располагаемого бюджета и удобства монтажа. На эти показатели большое влияние оказывает материал изготовления свай. Всего на данный момент используется три вида свай в зависимости от материала:

  • Деревянные;
  • Железобетонные;
  • Стальные.

Деревянные сваи

Деревянные опоры изготавливают из сосны или ели, реже можно встретить дубовые или лиственничные сваи. Дерево отлично обрабатывается, а для многих регионов – это самый доступный материал. Поэтому в некоторых случаях будущие владельцы дома закрывают глаза на такие явные недостатки, как небольшая прочность и долговечность в результате разрушения дерева. Возведение построек на деревянных сваях обосновано в тех случаях, когда сооружение устанавливается на ограниченный срок.

Технология строительства деревянных свай включает вырывание ям и установка в них брусков из дерева. Диаметр брусков должен быть не меньше 180 мм, а длина не превышает 16 м. Для устройства более длинных свай используют несколько стволов дерева.

Железобетонные сваи

Железобетонные сваи сегодня считаются самыми популярными, т.к. сочетают в себе долговечность и сравнительно небольшую стоимость. Кроме того, этот свайный фундамент своими руками можно установить без привлечения подъемной техники. Дело в том, что технология позволяет заливать сваю любых габаритных размеров непосредственно в грунте. Также есть возможность поставить уже готовые железобетонные сваи, выпущенные на заводе. Они могут иметь прямоугольную или квадратную форму в поперечном сечении. Распространены следующие размеры 200х200 мм, 400х400 мм и 200х400мм.

Стальные сваи

Стальные сваи самые прочные и долговечные. Могут быть представлены в виде трубы с толщиной стенок до 12 мм, двутавра, или других форм металлопроката. Чтобы придать еще большую прочность конструкции стальные сваи также могут заливаться раствором бетона после забивания в землю.

Винтовой фундамент строится с использованием металлических винтовых свай. Выглядят такие сваи, как сверло, или труба, которая оснащена шнеком. Опоры могут завинчиваться с помощью специализированного оборудования (кабестанов). Если же установка ведется на небольшую глубину, то с задачей может справиться два человека, используя ворот. Такой вид свай отличается повышенной прочностью, т.к. резьбовая конструкция по всей своей площади надежно фиксируется в грунте. К преимуществам винтовых свай также можно отнести возможность их многоразового использования – они не заливаются бетоном, поэтому при необходимости перенести постройку, могут быть выкручены тем же способом из земли.

Свайно винтовой фундамент имеет некоторые недостатки. Связаны они со способом установки основания – вкручивание, при котором разрыхляется земля. Поэтому боковая поверхность практически не участвует в принятии нагрузок от дома. Такую сваю можно отнести к категории стоек, нагрузки которых сконцентрированы на конце шнека или лопасти. Еще один недостаток заключается в том, что металл подвержен коррозии. Даже покраска не всегда защищает сталь от ржавчины, ведь во время вкручивания в землю лакокрасочный слой стирается.

Виды свай по способу монтажа

В зависимости от способа погружения сваи в землю, их разделяют на четыре категории:

  • Молотом или вибропогружателем
  • Завинчиванием
  • Установка в скважину
  • Заливка в грунт.

Сваи, которые вбиваются в грунт молотом или специальным механизированным устройством, вибропогружателем, называют забивными сваями. Для этих целей используются сваи с заостренным концом, длина которого составляет 1.5-2 метров. Для защиты сваи при забивании в прочный грунт применяют специальное устройство – башмак. Сверху опора также защищается толстым кольцом, чтобы под механическими ударами она не разрушилась.

К преимуществам такого способа устройства свай можно отнести отсутствие необходимости проведения земляных работ. Однако недостаток очевиден – требуется привлечение специальной, дорогостоящей строительной техники. Поэтому при возведении частных домов данный способ используется крайне редко.

Завинчивание – это способ установки винтовых свай. Как уже было сказано выше, при таком способе монтажа земля возле сваи взрыхляется лопастями, поэтому уже не может поддерживать опору. При вбивании свай, грунт наоборот уплотняется по бокам, обеспечивая дополнительную поддержку.

Недостаток погружного способа в готовую скважину очевиден – необходимо выполнять земляные работы. Однако есть и ряд преимуществ: свая имеет плоский конец, вместо заостренного, в результате она в меньшей степени проседает в грунт; при погружении сваи, ее гидроизоляция точно не повредится. Также сваи могут заливаться прямо в грунте, перед этим тоже бурится скважина или выкапывается яма. В котлован устанавливается опалубка, фиксируется арматура, после чего заливается бетон.

Ростверк для свайного фундамента

При различных разновидностях свайного фундамента могут применяться ростверки – конструкция в виде рамы, которая распределяет нагрузки дома по всем сваям. Свайно ростверковый фундамент может быть ленточным и плитным. Первый вариант напоминает обычный ленточный фундамент, т.е. укладывается вдоль несущих стен здания. Представляет собой балки, которыми соединены все сваи. Плитные ростверки выполняются в виде плоской плиты на всю площадь дома. Они используются в тех случаях, когда сваи распложены также по всей площади здания.

В зависимости от конструкции выделяют сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки для свайных фундаментов. Сборные представляют собой балки из швеллера или двутавра, установленные поверх свай. Сборно-монолитные оснащаются специальным замками, для их устройства используют готовые железобетонные элементы. Монолитные ростверки заливаются непосредственно на строительной площадке. Последний способ для строительства частного дома подходит лучше всего, т.к. позволяет ограничиться подручными инструментами.

Инструкция по строительству буронабивного свайного фундамента с монолитным ростверком

Особую популярность в частном строительстве получила буронабивная технология заливки свайного фундамента. Она сравнительно недорогая, позволяет возводить дома и коттеджи на слабых грунтах, недалеко от водоемов, при сложном геологическом рельефе, а также при большой глубине залегания твердых грунтов. Данная технология заключается в бурении скважин и последующем формировании сваи в котлованах из металлического каркаса и бетона.

Расчет свайного фундамента

Чтобы сделать расчет свайного фундамента необходимо изучить характеристики почвы. Для этих целей можно воспользоваться отрывкой шурфов, или ручным бурением. Поэтому нужно разработать грунт на 500 мм ниже, чем предполагается нижняя точка фундамента.

 

Тип грунта можно определить визуально, воспользовавшись таблицами из ГОСТа «Грунты, классификация». Также для определения типа почвы, нужно исследовать ее консистенцию, и сравнить с характеристиками, приведенными в соответствующей таблице.

Почва из глины в области подошвы сваи
Глинистая почва на протяжении длины опоры
Песчаный грунт
Крупнообломочные породы

Помимо характеристик почвы при расчете свайного фундамента понадобится информация о весе самого дома. Здесь нужно высчитать нагрузки, которые распределяются на сваи, и нагрузки на ростверк. Разделение этих нагрузок необходимо для того, чтобы правильно выполнить ростверк.

При сборе информации о весе дома, необходимо учитывать, как постоянные нагрузки, так и временные (люди, снег, оборудование и пр.) За основу можно взять следующую таблицу:

КонструкцияДействующая нагрузка (кг/кв.м.)
Стена каркасная, толщиной 15 см с утеплителем.30-50
Деревянная стена, 30 см150
Кирпичная стена 51 см918
Деревянное междуэтажное перекрытие с утеплителем100-150
Пирог кровли с металлочерепицей60
Пирог кровли с керамочерепицей120

 

Также следует учитывать нагрузки, действующие на сваи со стороны самого фундамента. Для этого берем плотность бетона 2500 кг/куб.м. и умножаем на объем. Кроме того, полученное значение следует умножить на коэффициент надежности, который обеспечивает запас прочности. Данный коэффициент зависит от материала изготовления дома, погодных условий, количества мебели и прочих факторов.

Следующий этап расчета – это выбор свай и частота их установки. Здесь принимается в расчет шаг свай, их длина, а также диаметр поперечного сечения. Как правило, сечение подбирается заранее, еще до проведения расчетов. И уже на основании этой информации вычисляется расстояние между опорами и их длина.

буронабивной свайный фундамент с монолитным ростверком

Делим общую массу здания, которая была получена на предыдущем этапе, на длину ростверка. Учитываются и внутренние и наружные стены. В результате получится нагрузка на каждый погонный метр фундамента. Далее определяется несущая способность фундамента по формуле:

Формула определения несущей способности фундамента

Р=(0,7 х R x S)+(U x 0,8 x fin x li)

где Р – это максимально допустимая нагрузка, выдерживаемая одной сваей. R – прочность почвы, определяемая по составу грунта. S – площадь сваи внизу. U – периметр части фундамента. Fin- сопротивление почвы по бокам фундамента. Li – толщина грунта, который соприкасается с боковой поверхностью опоры.

Для расчета шага свай достаточно воспользоваться простой формулой

I=P/Q

где Q – это общая масса дома, действующая на один погонный метр фундамента. Также от полученной величины необходимо отнять ширину самой сваи. Расчеты нужно выполнять с несколькими вариантами длин, сравнивая затраты на каждый из них, чтобы выбрать наиболее целесообразный вариант.

В качестве армирующего основания в буронабивных сваях используют рифленую арматуру, диаметром от 10 до 16 мм. Пруты соединяются друг с другом при помочи хомутов из гладкопрофильной арматуры, диаметром 6-8 мм. Характеристики арматуры можно взять с этой таблицы:

Характеристики арматуры

Ростверк считается по формуле

B=M/(L x R)

где В – это ширина обвязки, М – масса здания со сваями, L – длина ростверка и R – прочность грунта на поверхности. Арматура подбирается так же, как и для свай.

Земляные работы

Итак, после проведения всех расчетов и закупки необходимого материала, необходимо приступить непосредственно к самим строительным работам.

перенос осей фундамента с проекта на землю

Вначале проводятся земляные работы, вводятся коммуникации. Отклонение от запланированных размеров допускается в пределах 10 мм. Процедура переноса осей с проекта на землю включает следующие этапы:

  • Устанавливаются обноски – два колышка, которые вбиваются по углам, а между ними натягиваются веревки вдоль стен. Таким же образом отмечаются контуры внутренних стен.
  • Намечаются места установки свай. Краской или мелом намечаются точки, где должны устанавливаться сваи.

В соответствии с нормами СП минимальный диаметр железобетонных свай ограничен 30, бетонных 40 и бутобетонных 50 см. Найти ручные буры с диаметром 50 см довольно сложно, т.к. их мало кто производит. В связи с этим возникает необходимость в выкапывании шурфа на всю глубину. Используется свая-опора, и после снятия опалубки засыпается нерудными материалами.

бурение скважин для фундамента

При использовании железобетонных свай шириной до 40 см, нет необходимости в аренде специализированной мощной техники. Также уменьшаются земельные работы, т.к. несущая способность таких свай довольно большая даже при небольшой глубине заложения. Для бурения скважин вполне достаточно мотобура, аренда которого обойдется не дорого.

После вырывания котлованов под сваи происходит заведение коммуникационных и инженерных систем. Канализация проводится на глубине 0,5-0,7 метров, водопровод – 0,7-1 метра. Если используется свайный фундамент с ростверком висячего типа, то коммуникации нужно утеплить.

Опалубка и армирование

Следующий этап: опалубка и армирование. При изготовлении опалубки, необходимо учитывать следующие нюансы:

  • Если фундамент заливается просто в землю, значительно увеличивается сила трения, а значит и прочность конструкции.
  • При использовании рубероидных цилиндров, прочностные свойства свай практически не падают.
  • Применение асбоцементной несъемной опалубки приводит к снижению несущей способности боковых стенок на 15%.
  • Используя полиэтиленовые трубы, теряется до 70% способности боковых граней выдерживать нагрузки. Практически все нагрузки ложатся на подошву сваи.

Армирование фундамента

Поэтому, если твердый слой почвы не начинается на глубине 2 метра, то лучше от полиэтиленовой несъемной опалубки отказаться, либо увеличить шаг в 1.5-2 раза, что экономически нецелесообразно. Выбирая высоту опалубки, необходимо учитывать тип ростверка.

Железобетонные сваи армируются рифлеными прутами, сечением 10-20 мм. Перевязываются они хомутами, или из тонкой гладкой арматуры, или из отожженной проволоки. При армировании необходимо чтобы пруты выступали на 30-40 за пределы опалубки. После засыхания раствора и снятия опалубки, эти пруты изгибают под прямым углом по направлению несущих стен, чтобы потом соединить с ростверком.

Заливка бетона и гидроизоляция

Заливка бетона и гидроизоляция

Следующий этап – заливка бетона и гидроизоляция. Из-за больших объемов работ по заливке фундамента, эта операция проходит в несколько этапов. Вначале заливаются сваи, бетон утрамбовывается чтобы в нем не было воздушных пустот. Достаточно выдержать 3-4 дня, прежде чем приступить к устройству ростверка.

Для опалубки ростверка выполняют следующие работы: устанавливают палубу, а в щите вырезаются отверстия, соответствующие размерам опор. Этими отверстиями щиты надеваются на сваи и по всей длине подпираются стойками. Далее ставятся боковые стенки, а между ними устанавливаются распирающие бруски. После этого происходит армирование ростверка при помощи все той же арматуры, что использовалась в сваях.

Заливка фундамента

Далее происходит заливка цемента, после чего смесь уплотняется. Опалубку необходимо заполнить за один раз. Необходимо обеспечить требуемые условия высыхания – не допустить попадания влаги (закрыть пленкой) и не допустить пересыхания (посыпать сверху опилками). Ростверк также нуждается в гидроизоляции, которая проводится после снятия опалубки. Для этих целей используют битумные мастики или оклеивание рулонными гидроизоляционными материалами.

Очень плохоПлохоСреднеХорошоОтлично (2 оценок, среднее: 4,50 из 5)
Загрузка...
Комментарии