Фундамент на винтовых сваях – конструкция и монтаж своими руками

Строительство фундамента для любого строения является очень важным и ответственным этапом. Но перед тем как начинать его возведение, необходимо сделать некоторые подготовительные работы. В первую очередь нужно тщательно исследовать грунты на участке и разработать проект дома.

Особенности установки буронабивных свай под каркасный дом

На первом этапе, при устройстве подобных свай бурятся скважины. Для того, чтобы определиться с необходимой глубиной бурения, анализируется грунт в предполагаемом месте строительства. Бурится скважина на 1.5 метра. В полученые скважины, строители устанавливают объемный каркас, для которого используется вязаная или сваренная арматура. В некоторых проектах в ход идут металлические прутья, заменяемые объемную арматуру, хоть это и влияет на параметры самих свай.

Особенности установки буронабивных свай под каркасный дом

Как только арматура будет размещена, в скважину опускается опалубка, состоящая из обсадной трубы. Ее задача – обеспечить правильное распределение бетона. Опалубка также необходима для того, чтобы защитить сваю от возможных плывунов. После этого сваи подрезаются под один уровень и заливаются бетоном. Как только все сваи будут заполнены, бетон уплотняется вибрациями. После этого необходимо выждать несколько дней для полного застывания бетона, чтобы была возможность продолжать строительный процесс.

С первого взгляда может показаться, что это достаточно простая технология, но на самом деле в ней кроется множество нюансов, о которых знают лишь специалисты, работающие в данной области.

Преимущества и недостатки

Говоря о плюсах и минусах свайно — ленточного фундамента, надо в первую очередь отметить сложность проводимых расчетов, связанных и с конструкцией, и с количеством используемых материалов. Самостоятельно это сделать, если вы не специалист, невозможно.

И еще два недостатка:

  1. Организовать подвал или цокольный этаж при таком фундаменте очень проблематично.
  2. На ленточный фундамент на сваях сооружать дом из тяжелых стен не рекомендуется.

Теперь о достоинствах:

  1. Возможность строительства своими руками с изготовлением бетонного раствора прямо на строительной площадке;
  2. Возведение на любых видах грунтов;
  3. Возведение на участках с уклоном;
  4. Небольшое количество строительных материалов;
  5. Невысокая стоимость сооружения.

Как справиться с винтовым фундаментом своими силами

Винтовые сваи под фундамент должны врезаться в твердые слои почвы, пролегающие ниже, чем промерзает грунт, в этом случае столбы не будут подвергаться силе пучения почвы. Чтобы правильно определить, на какой глубине находится устойчивый пласт грунта, лучше всего обратиться к специалисту. Кроме того, для верного расчета будущего фундамента вам потребуется учесть вес будущего строения, колебания грунтовых вод по сезонам, тип почвы, ветровую нагрузку и климатические особенности вашего региона. Все это выяснить самостоятельно не так уж просто.

Количество свай определяется в зависимости от габаритов строящегося здания. Столбы нужно будет равномерно распределить под основанием постройки с одинаковым шагом, не забывая про узлы внутренних стен и про углы. Длина наземной части обычно составляет около полуметра, видимую часть свай можно спрятать за фальшивым цоколем или оставить открытой.

Строительство винтового фундамента производится так:

  • на участок наносится разметка колышками точно в тех местах, где будут находиться сваи;
  • сваи закручиваются с помощью специальной штанги вручную, при этом с помощью уровня проверяется их ровное положение;
  • установленные сваи выравниваются под один уровень лазерным нивелиром, самые длинные столбы подрезаются болгаркой;
  • в полость труб заливается бетон с целью защиты внутренних поверхностей свай от коррозии;
  • снаружи наземные части столбов рекомендуется покрыть антикоррозийным составом;
  • к опорам приваривается металлический каркас и окрашивается в два слоя защитной краской.

Утепление фундамента на винтовых сваях не требуется, поскольку этот тип фундамента относится к проветриваемым. Высокие опоры защищают дом от холода, который исходит от земли. Можно утеплить ростверк, но имейте в виду, что неправильная теплоизоляция приведет к появлению сырости, что негативно отразится на всем сооружении. Чтобы сделать дом теплее, лучше уделите внимание утеплению пола, а не винтового фундамента.

Если вам встретятся про свайно винтовой фундамент отзывы не слишком позитивные, это означает, что при строительстве фундамента были допущены какие-либо ошибки (ямы под столбы выкапывались, положение сваи не контролировалось при закручивании, трубы не были защищены от коррозии и т.д.). Но даже если из-за неправильного монтажа постройка немного просела, всегда можно осуществить ремонт фундамента винтовыми сваями, заменив просевшие столбы новыми. Возможность быстрого ремонта — это еще одно замечательное преимущество винтового фундамента.

Самостоятельный расчет конструкции свайного фундамента

Расчёт свайного фундамента осуществляется в соответствии с нормативом СП «Свайные фундаменты». В упрощённом варианте для небольших сооружений расчёт будет выглядеть следующим образом.

Определяется суммарная нагрузка от всех строительных конструкций на фундамент (согласно СП «Основания зданий и сооружений»). В частности учитывается:

  1. Вес стен:
    • древесина – 450-650 кг/м3;
    • газо-, пенобетон – 400-900 кг/м3.
  1. Вес утепленного кровельного пирога с покрытием из:
    • асбоцементного шифера – 60-80 кг/м2;
    • мягкой черепицы, ондулина, рубероида – 30-55 кг/м2;
    • металлочерепицы, профнастила – 20-30 кг/м2.
  1. Эксплуатационные нагрузки на каждый этаж (мебель, жильцы) – не менее 100-150 кг/м2.
  2. Вес межэтажных перекрытий (включая цокольные и чердачные):
    • деревянные на балках – 70-150 кг/м2;
    • из железобетонных пустотелых плит – 350 кг/м2;
  1. Снеговая и ветровая нагрузка берутся из справочника СП «Строительная климатология» для каждого конкретного региона.

Далее, согласно рекомендациям СП определяется несущая способность грунта на строительной площадке – его расчетное сопротивление. Высчитывается количество свай по площади их подошв. Так, у винтовой опоры площадь подошвы будет зависеть от диаметра лопасти:

Для примера

Пусть диаметр лопастей сваи – 250 мм, следовательно площадь подошвы составит 490 см2. Расчетное сопротивление для полутвердых суглинков и супесей – 5,5 кг/см2. Произведение, этих двух показателей даст несущую способность одной опоры – 1375 кг.

Принимаем суммарную нагрузку от сооружения (дом каркасно-щитовой типа) равную 30 т. Разделив её на несущую способность одной опоры, получим необходимое количество – (21,8) 22 шт. Учитывая, что следует использовать коэффициент запаса прочности 1,4, на практике придется установить 31 опору. Однако это слишком большое количество, поэтому рекомендуется взять сваи большего диаметра и повторить расчёт.

Существуют установленные стандарты диаметров свай и соответствующих им диаметров лопастей:

  • 89 мм – лопасть 250 мм;
  • 108 мм – лопасть 300 мм;
  • 133 мм – лопасть 350 мм.

Выбрав следующую по диаметру сваю и повторив расчёты, с учетом коэффициента запаса прочности получим 11 шт. Такое количество опор равномерно распределяется по схеме дома. Они устанавливаются под каждым из углов, в местах примыкания и пересечения стен. На прямых участках шаг установки должен быть в пределах 1,7-2,5 м.

Минусы

  • Свайный фундамент требует тщательных и сложных расчетов;
  • Увеличение массы здания и давления на почву и грунтовые воды;
  • Сваи усиливают усадку деревянного дома;
  • Конструкция осложняет или вообще не предусматривает строительство помещения с подвалом, цокольным этажом или подземным гаражом;
  • Сваи перед установкой обязательно нужно обрабатывать антикоррозийными средствами;
  • Трудоемкость процесса, так как требуется много ручной работы и физических сил;
  • Не подходит для тяжелых и многоэтажных строений.

Свайно-ленточный фундамент

Такая конструкция будет рассчитана на большие нагрузки. Недостаточность несущей способности свай (вертикальная нагрузка) в этом типе фундаментов компенсируется ростверком (монолитной лентой из железобетона). В данном варианте возведения фундамента необходимо учитывать весь комплекс работ.

Этапы обустройства свайно-ленточного фундамента начинаются с подготовительных работ по подготовке участка. Затем выполняют разметку фундамента и готовят шурфы под будущие сваи. Форма свай может иметь различный вид, и зависеть от применяемых материалов и технологии (опалубка или готовые трубы). Шаг свай, как правило, составляет 1,5-2 метра.

В подготовленные скважины опускают асбестоцементные трубы или подготовленные каркасы из арматуры. Обязательно проводят мероприятия по гидроизоляции, для чего используют качественный рубероид.

Бетонируют сваи тяжелым бетоном М 400. Если работы проводятся зимой, то в бетонный раствор обязательно добавляют специальные морозоустойчивые пластификаторы. В летнее время бетон должен использоваться максимально быстро, для избежания его дальнейшего растрескивания.

Для придания конструкции фундамента дополнительной прочности и жесткости, все сваи объединяют железобетонной лентой. Ширина монолитной конструкции и опалубки зависит от веса строения.

Стандартная ширина ленты 400 миллиметров и такая же высота. Сначала для ленточного монолита делают опалубку. Ростверк армируют, связывая его с арматурой, выпущенной заранее из свай. Потом проводят послойное бетонирование основания тяжелым бетоном марки М 400 с вибрированием.

При естественных условиях затвердевания бетон наберет 50% прочности за неделю, и можно будет приступать к возведению дома.

При грамотном и качественном исполнении всех работ свайные фундаменты обеспечат любому строения на многие годы надежность и долговечность.

Как построить?

Итак, что построить свайный фундамент своими руками, пошаговая инструкция будет следующей:

  1. Разметка на местности.

Для этого необходимо установить колышки или арматуру по периметру будущего дома. Далее, на основании уже имеющегося чертежа, проводится натягивание ниток на установленные колышки. Метки пересечения ниток будут местами установки свай. С помощью отвеса выполняется установка меток на почве и вбивание в эти места колышков. Затем снимается ранее установленная разметка, но осторожно, чтобы не сбить колышки.

  1. Бурение скважин.

Глубина должна соответствовать двум требованиям:

  • нужно пройти точку промерзания грунта не менее чем на 50 см;
  • упереться в твердый грунт.
  1. Изготовление внешнего каркаса сваи для фундамента своими руками.

С помощью рубероида изготавливается труба нужного диаметра, при этом сам рубероид скручивается в 2 слоя. Для не развертывания конструкции применяется обычный скотч.

Далее труба устанавливается в отверстие. Заливка отверстия без использования рубероида не рекомендуется, поскольку при заливке раствора он впитается в почву и не создаст необходимую конструкцию.

Нижняя часть рубероида обматывается плотным полиэтиленом или пакетом. Это нужно для обеспечения защиты бетонной конструкции от пагубного воздействия грунтовых вод.

  1. Сооружение каркаса.

Для каркаса используются металлические пруты, длина которых должна быть больше на 50 см от глубины отверстия. Для формирования расширения загибаются в нижней части края прутов.

Пруты между собой связываются проволокой, а через каждые 60 см устанавливаются поперечные пруты. Каркас монтируется таким образом, чтобы его края не соприкасались с землей.

     5. Бетонирование.

Как построить?

Каркас опускается в отверстие. Заливается небольшой слой бетона для получения расширительной части. Нужно внимательно следить за пакетом, чтобы не образовались складки. Во время этого процесса можно немного вытянуть рубероидный каркас для получения ровной поверхности пятки.

Читайте также:  Как сделать опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков

Устанавливается металлический каркас в отверстие и продавливается на нужное расстояние. Но необходимо установить каркас таким образом, чтоб загнутые окончания прутов были направлены к земле.

  1. Проводится выравнивание всех свай на необходимом уровне.

Для выполнения таких действий необходимо иметь уровень. Но так как длина уровня не может захватить все сваи, натягивается нитка таким образом, чтобы получилась такая же ниточная конструкция, как и при разметке местности.

  1. Далее заливается бетонная смесь в основную часть сваи.

После окончания этой процедуры необходимо закутать бетонные сваи мокрой мешковиной. Основные работы по созданию фундамента можно проводить не раньше чем через трое суток.

  1. Ростверк.

Это каркас, с помощью которого происходит связывание всех свай в одно целое. Для его сооружения необходимо вырыть канаву по всему периметру помещения, включая внутренние перегородки размерами 40×40 см. Канава копается между оголовками всех свай.

  1. В траншее создается плотная подушка из песка. Поверх нее улаживается плотный слой щебня. Высота общей насыпи должна быть с уровнем свай. Далее улаживается рубероид поверх всего периметра подушки.
  1. Делается опалубка. Ее монтаж производится качественно, с подпорками и без щелей, через которые сможет вытекать раствор.
  1. Сооружение металлического каркаса для установки его в опалубку.

Технология монтажа происходит по такому же принципу, как и каркас свай. Продольные металлические пруты необходимо укладывать через каждые 20 см. Этот каркас необходимо скрепить с каркасом свай.

  1. Заливка опалубки бетоном.

Перед заливкой бетона необходимо тщательно смочить опалубку водой. Это убережет бетонную смесь от высасывания из нее воды деревом. Бетон заливать нужно поэтапно по 20 см.

Затем пустоты, которые образовались в середине каркаса, необходимо заделать любым имеющимся материалом. Это обеспечит не продуваемость ветром и исключит сбор мусора под строением.

Виды свай

Перед строительством дома на винтовых сваях нужно определиться с выбором вида опор, материалом изготовления и способом заглубления. Сваи подразделаются на разновидности в зависимости следующих факторов:

  1. Использование материала при производстве опоры: железобетон, бетон, плотная бентонитовая или местная глина, сталь (трубы, рельсы и т.д.), грунт (глина), деревянные бревна, комбинирование нескольких материалов.
  2. Форма опоры: круглая, квадратная, в виде трапеции, призмы, с расширенным нижним краем.
  3. Глубина залегания, вес, толщина диаметра, зависят от точки промерзания грунта, близости грунтовых вод, веса постройки. Используются цельные 12-20 м изделия, составные, срощенные из нескольких частей с помощью хомутов или сварки. Форма нижнего края изготавливается открытой или закрытой специальным наконечником.
  4. По методу перераспределения нагрузки на почву подразделаются на вертикальные (передают всю нагрузку от постройки на плотный слой почвы находящийся под неустойчивым слоем), висячие устанавливаются наклонно (нагрузка передается через трение земли об неровную поверхность стенки сваи).

Типы опор

Классифицируют элементы по:

  • Материалу.
  • Форме поперечного и продольного сечений.
  • Технологии изготовления.
  • Методу погружения в грунт.

По способу заглубления бывают:

  • Бетонные и железобетонные набивные сваи. Они изготавливаются на месте. В пробуренную скважину заливают бетонную смесь.
  • Забивные. В этом случае погружение осуществляется при помощи различных вдавливающих механизмов.
  • Буровые. Установка предполагает заглубление готовых элементов в скважины.
  • Винтовые. Элементы такого типа (в виде сверла) заглубляются методом закручивания.

В соответствии с методом размещения сваи разделяются на:

  • Одиночные. Такие элементы выполняют роль отдельно стоящих опор.
  • Объединенные свайные ленты. Эти элементы располагают по периметру стен. За счет такого размещения нагрузка здания распределяется равномерно. Свайные ленты устанавливают в один, два и больше рядов.
  • «Кусты». Объединенные в такие конструкции сваи устанавливают под колоннами несущих остовов сооружений.

Как изготовить свайный фундамент своими руками?

Оглавление: [скрыть]

  • Устройство фундамента на сваях
  • Материалы, которые понадобятся для изготовления свай
  • Фундамент на сваях: последовательность действий по изготовлению
    • Как правильно пробурить скважину?
    • Как бетонировать и армировать сваи?
    • Как правильно устроить ростверк?
  • Нюансы, которые следует учитывать

Если грунт на участке слабый, то лучше всего изготовить свайный фундамент своими руками. Технология возведения подобной конструкции является простой. В данном случае не нужно будет выкапывать котлованы, засыпать пазухи и возводить каркас.

Схема свайного фундамента.

Говоря о том, как сделать свайный фундамент своими руками, следует знать, что в процессе устройства подобного основания в некоторых случаях получится обойтись без земляных работ: сваи вгоняются в грунт, при этом скважины для данных элементов можно будет бурить при помощи ручных приспособлений для бурения.

Подобный тип основания применяется в гражданском и промышленном строительстве. В таком случае можно будет исключить работы по возведению подвала построек. Основание на сваях используется при сооружении коттеджей и загородных домиков.

Материалы и инструменты, которые понадобятся для устройства свайного основания:

  • цемент;
  • песок;
  • вода;
  • арматурные прутья;
  • материал для изготовления свай;
  • вибропогружатели;
  • вибраторы;
  • наконечник из стали;
  • молоток;
  • строительный бур;
  • рубероид;
  • проволока;
  • нивелир или водяной уровень.

Устройство фундамента на сваях

Виды фундаментных свай.

Как изготовить свайный фундамент своими руками?

Сегодня есть много видов свайных оснований, которые зависят от типа применяемых свай, метода их производства, размещения под зданием и других параметров.

Сваи — это стержни большой длины, которые надо будет погрузить в почву. С одной стороны сваи имеют острый конец, который надо будет зачистить наконечником из стали. Таким образом можно будет избежать повреждений в процессе погружения элементов в почву.

На верхнюю часть надо надеть кольцо из стали, чтобы приспособление не раскалывалось от ударов молотка. Другой способ отличается тем, что сваи изготавливаются непосредственно в грунте.

В таком случае понадобится бурить скважины, после чего армировать и залить бетонный раствор.

Читайте также:  Какая бывает несъемная опалубка для фундамента: цена, плюсы и минусы

По методу погружения в грунт сваи можно разделить на следующие:

  1. Забивные. Устанавливаются при помощи вибропогружателей и других приспособлений для вдавливания.
  2. Буровые сваи из железобетона. Монтируются в пробуренных скважинах.
  3. Набивные сваи из бетона. Изготавливаются путем подготовки скважин и заливки раствора бетона.
  4. Винтовые элементы. Монтируются с помощью закручивания в почву свай в форме сверл.

По принципу размещения сваи разделяются на такие:

  1. Одиночные. Используются в качестве отдельно стоящих опорных элементов.
  2. Элементы, которые объединяются в ленты. Размещаются по периметру стенок, в результате чего равномерно распределяют нагрузку.
  3. Элементы, которые объединяются в кусты. Располагаются под колоннами несущих элементов постройки.

По способу воздействия сваи могут быть:

  1. Висячие. Будут передавать нагрузку за счет трения земли о стены опорных элементов.
  2. Стойкие, которые способны передавать нагрузку на прочную землю. Подобное основание практически не дает осадки.

Ростверки свайных фундаментов

Свайный фундамент с ростверком (свайно ростверковый фундамент) – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание. Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.

Ростверки бывают высокие и низкие. Низкий ростверк обычно располагают ниже поверхности грунта и он передает часть вертикального давления на грунт основания, в то время как высокий ростверк эти нагрузки передает на сваи. Устройство сборных железобетонных и монолитных ростверков представляют наиболее приемлемые варианты для дачного строительства.

Ростверки свайных фундаментов

Металлические ростверки обычно сваривают на месте и «привязывают» к сваям арматурным прутком. При обустройстве большого по размерам фундамента, для установки отдельных элементов швеллера или двутавра требуются применения крановой техники, что не всегда удобно в индивидуальном строительстве, т.к. требует организации подъездных дорог и площадки для крана.

Самым приемлемым для частного строительства считается железобетонный ростверк. Для изготовления литого железобетонного ростверка, между сваями собирают опалубку, в которую закладывают арматуру из стальных прутков. Часть вертикальных прутков приваривают к сваям и «связывают» их между собой длинными арматурными прутками, находящимися внутри опалубки.

Ростверки свайных фундаментов

Обзор видов фундамента для дома читайте в статье Фундамент дома. Выбор типа фундамента дома.

Порядок расчета свайных фундаментов

После того, как произведен геологический анализ грунтов на площадке застройки, приступают к инженерным расчетам фундаментов. Этот процесс предполагает принятие за предварительную основу какого-либо типа фундамента, его расчет и вычисление характеристик альтернативного типа фундамента. Делается это для того, чтобы точно выверить рациональность принятого проектировочного решения, а также его экономическое обоснование.

Свайные фундаменты рассчитываются в соответствии с положениями следующих документов:

  • СНиП «Свайные фундаменты»;
  • СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов».

Проект свайных фундаментов составляется на основании геологических изысканий, сведений о сооружении и комплексных нагрузках. Он состоит из следующих пунктов:

  • План расположения свай. На нем отображается их привязка к осям фундамента;
  • Схема геологического разреза с послойным указанием размещения того или иного типа грунта. Также на ней отображается положение свай, их отметки и привязки;
  • План монтажа ростверка или рандбалок, на котором отмечено положение свай;
  • Опалубочные и армировочные чертежи ростверков, с указанием нагрузок на них;
  • Экспликация свай, отображающая их типоразмеры;
  • Технологическая спецификация – тип молота, принятая нагрузка на сваю и допуски при ее забивании.

На первой стадии инженерного расчета, для свайного фундамента выбирают тип сваи, а также ее конструкцию, которая включает в себя материал, форму сечения, а также и длину сваи.

По характеру работы или взаимодействия с грунтом все типы свай разделяют на две основные группы:

  • Сваи-стойки – когда стержень сваи опирается на плотный грунт своей нижней частью или острием, он считается стойкой. При расчете такого типа фундамента боковые нагрузки от грунта не учитываются, а стойка работает как равномерно сжатая;
  • Висячие сваи – принцип действия этих свай основывается на боковом трении о грунт, без учета опирания на легко сжимаемые грунты.

Порядок расчета свайных фундаментов

Длина сваи зависит о глубины залегания пригодных грунтов, в которые она заглубляется. Слабые грунты – торф, ил, насыпные, текучие – необходимо разрезать и достать до плотных. При этом учитывается и отметка залегания ростверка. При центральной сжимающей нагрузке минимальная дина свай – 2,5м, при дополнительной горизонтальной и момента – 4,5м. Необходимо рассчитать сваю по длине так, чтобы ее конец зашел в несущий грунт на 1-2м. В грунтах повышенной плотности применяются сваи, у которых нижний конец открытый, в слабых – закрытый.

Прочность материала и грунта определяют такой параметр, как несущая способность сваи. Ее сопротивление определяется исходя из материала ее изготовления. Для висячих свай этот расчет обычно не делают, так как этот параметр обычно выше чем по грунту.

Сопротивление сваи по грунту рассчитывается следующими методами:

  • С помощью таблиц и формул из СНиПа;
  • Посредством испытания сваи статической нагрузкой;
  • Посредством испытания сваи динамической нагрузкой.

Существуют также частные случаи, в которых определение несущей способности не подходит под общие правила. Для них отведены отдельные методы расчета с указанием расчетных формул и табличных значений. Это касается свай, располагаемых на торфянистых, иловых и просадочных грунтах, и свай, которые работают на выдергивание.

Ростверки, в особенности монолитные, рассчитываются отдельно на продавливание наклонным плоскостям, разрушение по косым трещинам, и на изгиб. Различают два основных порядка расчета ростверков: под стены и под колонны.

Помимо равномерно-нагруженных фундаментов из свай существуют еще и внецентренно-нагруженные. Это такие конструкции фундаментов, нагрузка на которые не проходит через центр тяжести площади поперечного сечения свай, проходящей через плоскость верхних концов, приходящихся на низ ростверка. При расчете таких нагрузок увеличивают количество свай на крайних рядах, и стремятся таким образом уровнять давление на грунт.