Свайный фундамент для каркасного дома: конструкция свай, их плюсы и минусы, устройство и технология строительства фундамента, пример расчёта стоимости

9 этап – обвязка свайного фундамента

Обвязка связывает все сваи в единую конструкцию. Существует два вида обвязки: ростверк и ростверковая плита. В свою очередь можно выделить два вида ростверка:

• низкий, располагается возле почвы;
• высокий, располагается на заданном расстоянии от уровня земли.

Примечание. Наличие зазора между ростверком и почвой позволит исключить подвижки ростверка от пучения грунта.

Параметры ростверка зависят от ширины стен. Как правило, его высота составляет 300-300 мм., а ширина – 400 мм. (ширина стены плюс 50-70 мм).

Обвязка выполняется с применением разных материалов:

• брус. Обвязка свайного фундамента брусом используется при строительстве легких зданий (небольшие дома, хозяйственные постройки) или зданий временного назначения. Применяется брус с сечением 120-150 мм. Крепление к сваям выполняется путем использования проволоки. Применение бруса требует наличия качественной гидроизоляции сваи и обязательно обработки бруса антисептиком;
• железный двутавр или швеллер. Крепление швеллера к свае выполняется закладными шпильками или выпуском арматуры. К этим закладным швеллер приваривается. При использовании металлических свай швеллер приваривается непосредственно к ним. Металл также обрабатывается антикоррозийным составом для продления срока его службы;

Примечание. При устройстве свайного фундамента в зимнее время года используются только металлические элементы. Это обусловлено тем, что изготовить железобетонную монолитную ленту в холодное время года достаточно проблематично.

железобетонная монолитная лента. Используется при возведении кирпичного или пенобетонного дома. Как вариант может быть применена сборная лента, но зачастую предпочтение отдается монолитной ленте.

Виды свай

Основные виды винтовых свай

Основные виды винтовых свай для фундаментов показаны на рис. Слева – свая для вечномерзлых грунтов, песчаников и плотных суглинков с высокой несущей способностью. Столб грунта внутри нее сжимается, поэтому он держит сваю также изнутри. Для бетонирования эта свая непригодна, но подходящие для нее грунты и так отлично держат. s = (8-20 мм); L = (4-16) м с шагом в 4 м; d = 219 или 325 мм. Несомая нагрузка – до 4,5 т. Стоимость одной – от 4500 руб.

Сваи такой же конструкции благодаря невысокому ребру винта используются как бурозабивные, см. в конце. Для возможности бетонирования грунт из их стволов в таком случае вынимают специальными буровыми инструментами – ложковым буром или желонкой. Технология трудоемкая, но дает возможность строить 3-5 этажные капитальные здания прямо на вечной мерзлоте, болотах и торфяниках.

В центре свая для обычных грунтов, описанных выше. Для заборов и легких нежилых построек такие сваи можно сделать самому. s = (4-16 мм); L = (2,5-15) м с шагом в 2,5 м; d = 47, 75, 89, 108, 133, 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (0,7-2,5) т. Стоимость одной – от 2000 руб.

Справа – свая с уширенной пятой для рыхлых, пучинистых и плывущих грунтов. s = (4-16 мм); L = (3-15) м с шагом в 3 м; d = 159, 219, 325 мм. Несомая нагрузка – (1-3,5) т. Стоимость одной – от 3500 руб. Хотя ее наконечник с винтом может быть не литым или кованым, а сварным из листового металла, сделать такую самостоятельно сложно, т.к. лопасть ее винта должна иметь не менее 2-х оборотов и, сужаясь, доходить почти до острия наконечника.

Кроме этих основных типов, в продажу поступает довольно широкий ассортимент специальных свай: с многовитковыми и многозаходными винтами, дополнительными лопастями, со встроенной дренажной системой, из химически стойких материалов, и т.п. Они дороги, в индивидуальном строительстве почти не находят применения, требуют сложной технологии монтажа фундамента. Поэтому просто упомянем, есть, мол, и такие.

Об оголовках

В продаже имеются сваи с наваренными на них монтажно-технологическими оголовками. Стоят они, разумеется, дороже. Нужно иметь в виду, что монтажный оголовок необходим только для сборки на сваях деревянных домов; в прочих случаях без него вполне можно обойтись: ростверк фундамента (см. далее) из металлопрофиля приваривают прямо к стволу сваи, ее заворачивание ручным способом производят, используя технологические отверстия, а легкое машинное, при помощи мини-экскаватора, специального технологического оголовка не требует. Как устроен оголовок сваи, на всякий случай показано на рис., на сваю 133 мм. Для свай других диаметров размеры плиты остаются неизменными.

Монтажно-технологический оголовок винтовой сваи

При помощи железобетона

Создание железобетонной обвязки выполняется поэтапно.

Порядок действий:

• Сборка опалубки. Горизонтальные щиты (дно) укладываются на поверхность оголовков, боковые стенки присоединяются к ним и прочно соединяются в верхней части поперечинами. Внутренние размеры должны соответствовать параметрам ростверка.
• Укладка гидроизляции. Пленкой или слоем рубероида плотно устилают дно и внутренние стенки опалубки. Стыки материала делаются внахлест на 10 см с проклейкой соединения скотчем. Полотно должно полностью закрывать всю поверхность днища и стенок опалубки и плотно прилегать к поверхности, не отставая от нее.
• Сборка арматурного пояса. Используется арматура диаметром 10 мм и гладкие прутки на 6 мм для вертикальных элементов. Армпояс вяжется с помощью мягкой проволоки, после чего устанавливается внутри опалубки в нужном положении. Необходимо обеспечить заглубление горизонтальных стержней на 2-5 см внутри бетона.
• Заливка бетона. Она выполняется в один прием, без долгих перерывов (более суток). Заливать бетон следует с нескольких точек, чтобы не дожидаться, пока материал растечется по всей опалубке. После заливки поверхность накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней для набора конструкционной прочности.
• Опалубку снимают через 10 дней после заливки.
• После окончания времени выдержки производят гидроизоляцию поверхности и переходят к дальнейшим работам.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Для заливки бетонной обвязки необходимо использовать плотные марки бетона от М200 и выше.

Особенности технологии монтажа различных видов опорных столбов

Принципы строительства свайного фундамента изложены в СНиП 2.02.03-85 и СП 24.13330.2011. Каждая технология отличается способом устройства, а также видами силовых элементов.

Работы по закладке фундамента для всех типов свай начинаются с уборки площадки от строительного и другого мусора, выгрузки материалов, подготовки технического оснащения, а также разметки поля в соответствии с планом.

Буронабивные

Сваи изготавливают на строительном участке. Алгоритм технологических операций:

1. В обозначенных местах обустраивают шурфы на проектную глубину.
2. Дно скважины засыпают слоем песка и трамбуют материал, чтобы получить высоту не менее 20 см.
3. По технологии без применения обсадных труб стенки скважины укрепляют для защиты от разрушения глинистым раствором. В большинстве случаев используют инвентарные трубы, которые в частном домостроении можно заменить листовым рубероидом.
4. Заготавливают арматурный каркас и помещают его внутрь скважины.
5. Заливают конструкцию раствором, оставляя выступы продольной арматуры над поверхностью.
6. После затвердевания выравниванию опоры на одном уровне.

Винтовые

Установку винтовых изделий можно проводить вручную или использовать редукторные установки для монтажа. Технологические процессы закладки фундамента на размеченном поле:

• вкручивание стержней на глубину, когда лопасти будут погружены в несущий пласт;
• выравнивание выступающих частей свай на одном уровне по горизонтали;
• бетонирование полости труб для предотвращения окисления металла внутри опорных элементов;
• наваривание оголовков;
• зачистка сварных швов и покрытие гидрофобным составом.

Монтаж железобетонных винтовых свай проводится с применением спецтехники, поскольку конструктивные элементы имеют значительный вес и вручную практически невозможно обеспечить соосность столба.

Установка железобетонных опор буровым способом

Потребность в предварительном бурении скважин под забивные сваи возникает в таких случаях:

1. Мощности молотов для забивания недостаточно, чтобы самостоятельно преодолеть сопротивление грунта.
2. Строительство ведется на высокоплотных, вечномерзлых или, наоборот, сильно переувлажненных почвах.
3. Сваи необходимо ввести в грунт под определенным углом.

Последовательность технологических этапов закладки свай:

• лидерное бурение шурфов;
• уборка выработанной земли;
• погружение железобетонных столбов;
• выравнивание выступающих над поверхностью конструкций на одном уровне.

Забивные

Для монтажа забивных опор используют специальную технику с закрепленным дизель-молотом. Алгоритм земляных работ:

1. На забивных столбах делают отметки с шагом в 1 м.
2. С помощью стропов поднимают изделие в вертикальное положение и фиксируют над проектной точкой.
3. Удары дизель-молота производятся с постепенным наращиванием силы. Высота рабочего хода – не более 0,5 м.
4. Чтобы удостовериться в достижении несущего пласта, после погружения сваи на проектную глубину делают 10 последних ударов. Если при этом свая остается на месте, то монтаж силового элемента считают завершенным.

Усиление СФ

Необходимость в усилении конструкции может быть вызвана ошибками при проектировании и строительстве, изменениями гидрогеологических условий, появлением дополнительных нагрузок на фундамент.

Этапы реконструкции:

• проектирование и расчет нового фундамента;
• доставка материалов на площадку;
• подъем дома на домкратах;
• демонтаж старой силовой конструкции;
• разметка свайного поля;
• монтаж новых опор;
• обвязка свай;
• возвращение дома на исходное положение.

Подготовка строительной площадки

Технология монтажа включает в себя проверку состояния строительного участка. Чтобы принять правильное решение о , нужно получить исходные данные от геологического обследования грунта на участке предполагаемого строительства. На выбор сваи влияет, прежде всего, глубина промерзания грунта. Главное значение имеет уровень расположения водонасыщенного слоя и его колебания в зависимости от времени года. Если свая расположена в пределах этого слоя, она не будет иметь надежной опоры, потому что в этом диапазоне поведение грунта непредсказуемо. Свая должна быть установлена в твердую структуру грунта, которая находится глубже уровня промерзания.

Свайный фундамент, или как часто его называют монолитным или сборным.

Нужно привести в порядок стройплощадку. Убрать мусор и все посторонние предметы, подготовленные к сносу строения. Предусмотреть освещение. Снег с площадки лучше убирать непосредственно перед началом работы. Это защитит грунт от излишнего промерзания. Потребуются источники электропитания и запас или источник воды. Технология затрудняется близко расположенными деревьями стенами, заборами. Лучше, когда грунт очищен от корней и камней. Мелкие камни (до 5 см) не мешают. Более крупные камни могут вызвать от оси при завинчивании.

Устройство свайно ростверкового фундамента своими руками

Первое с чего начинается устройство свайно ростверкового фундамента — это подготовка необходимых инструментов.

Инструменты

Для проведения разметки и установки винтового фундамента необходимо иметь:

• Рулетку не менее 20 м, она понадобится при проведении разметки.
• Строительный уровень, желательно запастись инструментом, оснащенным магнитами, так как в процессе проведения работ его можно закрепить на основание сваи, что значительно добавит комфорта.
• Гидравлический уровень, позволит практически идеально разметить плоскость, которую должны образовывать оголовки изделий для укладки на них ростверка.
• Бур для земли, необходим для подготовки лунок под монтаж винтовых опор.

Совет: Бур должен быть меньше по диаметру, чем свая. Это необходимо для того, чтобы свая плотно входила в землю.

• Лом металлический.
• Два отрезка металлической трубы диаметром 45-50 мм и длиной 2.5 метра для вкручивания опор.
• Веревка или строительная шнурка для проведения разметки.

Расчет

Для того чтобы максимально точно рассчитать требуемое количество опор для постройки бани, удобно воспользоваться онлайн калькулятором. Если доступа во всемирную паутину нет, а расчет производить необходимо, нужно придерживаться следующих принципов:

1.   Во всех углах фундамента должно быть установлено по свае.
2.   Максимальное расстояние между сваями в фундаменте не должно превышать три метра.
3.   Если у стен есть перегородки, то в том месте, где они пересекаются с основной стеной, должна в обязательном порядке устанавливаться опора.

Придерживаясь этих простых правил, можно без особых проблем высчитать необходимое количество изделий для изготовления надежной и устойчивой конструкции.

Подготовка участка и разметка

Непосредственно перед разметкой, необходимо очистить периметр участка. Сделать так, чтобы разметке и дальнейшему монтажу ничего не мешало.

После этого можно обозначить место установки первой сваи и приступать к дальнейшей разметке. Сначала размечаются места установки угловых свай. Делать это нужно максимально внимательно, при этом обязательно проверять диагонали.

Важно: Максимальное расхождение диагоналей не должно превышать 4 см.

После того как углы размечены и обозначены кольями, между ними натягивается веревка или строительная шнурка. Затем устанавливаются колышки в тех местах, где должны будут располагаться остальные сваи. Не стоит забывать о том, как проводился расчет и где будут располагаться перемычки стен, все необходимо делать по заранее намеченному плану. После того как разметка проведена, можно приступать к бурению и установке свай.

Монтаж

Непосредственно перед тем как вкручивать изделие, для него необходимо подготовить направляющую лунку. Сделать это можно при помощи бура, при этом не стоит забывать, что диаметр бура должен быть немного меньше диаметра сваи.

Глубина бурения выбирается в зависимости от того, на какое расстояние необходимо заглубить сваю, но на несколько десятков сантиметров меньше, т. к. необходимо, что бы свая какое-то расстояние прошла самостоятельно. Так она будет гораздо лучше держаться в почве.

Следующий этап, это непосредственно вкручивание сваи. Для проведения этой операции понадобится минимум три человека. Один находится возле сваи и старается удерживать её строго вертикально, а два других при помощи металлического лома, продетого в технологическое отверстие в верхней части сваи, и двух отрезков металлических труб, одетых на края лома с разных сторон, постепенно проворачивают и тем самым вкручивают сваю в землю.

Такой способ монтажа, хоть и не отличается скоростью, позволяет без особых проблем смонтировать винтовые сваи без применения техники.

Первые сваи устанавливаются по углам, это необходимо чтобы в дальнейшем можно было контролировать установку промежуточных изделий при помощи шнурки.

Совет: конечно, качество ручного монтажа заметно отличается от установки при помощи специальной техники и опоры в некоторых случаях могут устанавливаться немного криво. Чтобы этого избежать, в момент закручивания сваи можно немного наклонять её в противоположную сторону от места, в котором лопасть винта врезается в землю. Это достаточно сложно объяснить на словах, но когда начнутся работы, понять в какую сторону наклонить не составит труда.

Смонтированные трубы выравниваются при помощи гидравлического уровня, после чего на них привариваются оголовки, на которые и будет устанавливаться ростверк. Оголовки позволяют частично компенсировать неточности монтажа свай.

Инструкция по строительству буронабивного свайного фундамента с уширением

Разметка участка

1. Устанавливаем обноску для натягивания бечевки, по которой будем отмечать расположение столбов (свай). Вместо обноски можно просто использовать колышки либо арматуру, прочно закрепленную в почве. Предварительно перед размещением обноски у нас должен быть составлен проект по кол-ву и расположению столбов. 

Натягиваем бечевку (шнур, толстую нить либо любой аналог) для разметки расположения будущих свай. Места пересечения бечевки будут являться центрами скважин. В нашем примере расстояние между центрами столбов сделаем 2м. При условии, что диаметр буронабивной сваи у нас 25 см, следовательно, расстояние между сваями получится 1,75м.

2. Намечаем центры будущих скважин. Для данной задачи будем использовать отвес, который будет опускать с мест пересечения бечевки.

3. Вбиваем колышек точно по отвесу. Вместо колышка можно использовать все что угодно, главное чтобы надежно держалось в земле и было заметно, чтобы случайно не сбить.

В итоге получаем размеченный участок под будущие столбы. Обноску убираем, чтобы она нам не мешала. Остаются только колышки.

Более подробную инструкцию по разметке фундамента можно прочитать в статье: Разметка под фундамент. Правила построения прямоугольного фундамента. Для столбчатого фундамента: Разметка под столбчатый фундамент с ростверком.

3 этап – бурение

В индивидуальном стройке для бурения скважин под узкие сваи (для легких строений) применяется садовый бур. Для более крупных свай используется ямобур (электрический или механический). Ямобур позволяет пробурить скважину до 1000 мм. в диаметре и до 4 м.п. глубиной. Аренда ямобура обойдется от 12 тыс. руб. в день.

Выполняя бурение основное обеспечить достаточную глубину скважины, а именно:

• пробурить ниже уровня промерзания грунта на 500-700 мм;
• добраться до грунта с расцветай несущей способностью.

Диаметр скважины должен быть больше расчетного диаметра сваи, поскольку необходимо независимое пространство для выполнения работ по ее изоляции и армированию. В дальнейшем свободное пространство будет заполнено почвой.

Достоинства и недостатки столбчатого фундамента

Преимущества

• Экономичный. Требует меньше материалов, а именно  бетона и арматуры, по сравнению с ленточным и плитным фундаментом.
• Не требует изготовления съемной опалубки. Используется несъемная опалубка, на изготовление которой тратится небольшое кол-во времени.
• Фундамент из буронабивных свай легко можно сделать самостоятельно без привлечения спецтехники и наемной силы.

Недостатки

• В отличие от ленточного нет возможности сделать погреб и цокольный этаж.
• Требуется более детальное проектирование в отличие от ленточного и плитного.

Средний срок службы столбчатого фундамента из буронабивных свай:  150 лет.

Винтовые сваи

Технология установки винтовых свай для фундамента является хорошей альтернативой буронабивным сваям с обсадной трубой. Разница лишь в том, что винтовые опоры ограничиваются диаметром максимум 133 мм с несущей способностью до 6 тонн. При этом, чтобы фундамент выдержал нагрузку здания, достаточно правильно рассчитать шаг установки свай.

Здесь выбор ‒ набивные или винтовые, будет носить скорей экономический характер. При этом следует учитывать такой фактор как коррозионная активность грунта. Например, в торфяниках или подзолистых грунтах установка винтовых опор не желательна, бетонные в таких условиях «проживут» гораздо дольше. Хотя винтовые чаще применяют для каркасного строения с обвязкой стальным профилем или деревянным брусом, устроить железобетонный ростверк все же возможно.

Монтаж

Вкручивание в грунт опоры может производиться вручную или механически. Выбор способа будет зависеть от двух факторов: диаметра и плотности грунта. Чем больше диаметр и плотность почвы, тем тяжелей вкрутить сваю.

Для ручной установки необходимо 3 человека. Один будет контролировать вертикальность, а двое ‒ крутить. В верхней части опоры имеется технологическое отверстие, в которое вставляется лом. На лом с двух сторон надеваются трубы, которые будут выполнять роль рычага. Длина рычага должна обеспечивать достаточный крутящий момент. При этом операция потребует немалых усилий и выносливости рабочих.

Для механического погружения используется специальное устройство, подвешенное на стреле крана. Специальный оголовок вставляется в сваю и фиксируется стальным пальцем для фиксации тяги через отверстие в трубе и оголовке. Таким образом, подняв стрелу крана, опора висит на стреле и может перемещаться в нужном направлении. Опустив в намеченную точку и отрегулировав вертикальность, дается команда на погружение и устройство вкручивает ее в грунт до нужной глубины.

Ростверк на винтовых сваях

Технология похожа на устройство ростверка на буронабивных сваях, только исключается необходимость изготовления и монтажа арматурного каркаса для трубы. Два отрезка арматуры просто привариваются к трубе в вертикальном положении и в плоскости перпендикулярной к оси будущей стены. Затем труба заполняется бетоном, а дальше можно монтировать армирующую конструкцию ростверка точно также как для буронабивных.

Свайные фундаменты с ростверком позволяют строить дома до 3-х этажей с применением легких блоков и до 2-х этажей со стенами из кирпича. Такие фундаменты обходятся значительно дешевле ленточных и противостоят пучению грунта, так как верхние слои при вспучивании просто скользят по сваям, не оказывая воздействия на строение.