Достоинства и недостатки свайного фундамента

№5. Расчет количества свайных опор

Выбор типа свай, их количества и мест погружения лучше доверить профессионалом, поскольку это очень ответственный этап. Впрочем, самому не мешает знать основные принципы расчета. Он проходит в два этапа. Сначала необходимо определить общий вес постройки, а потом посчитать несущую способность конкретной сваи в конкретном грунте.

Совокупная нагрузка здания на фундамент рассчитается как сумма следующих параметров:

• фактическая масса здания. Суммируется вес перекрытий, стен и кровли. Расчет можно выполнить, пользуясь табличными значениями массы основных строительных материалов;
• снеговые нагрузки. Тут все зависит от региона расположения дома. Для южных районов страны этот показатель в среднем составляет 50 кг/м2, для центральных – 100 кг/м2, для северных – 190 кг/м2;
• полезные нагрузки. Сюда включен вес мебели, которая будет использована, и проживающих людей. Чтобы не забивать себе голову подсчетом массы всех предметов мебели, можно использовать среднее значение – 150 кг/м2.

Полученные данные суммируют и умножают на коэффициент запаса 1,2.

Несущие характеристики сваи зависят от типа почвы. В идеале необходимо провести геодезические исследования, чтобы точно знать несущую способность почвы, но если такой возможности нет, можно воспользоваться табличными данными – достаточно только знать тип почвы. Например, несущая способность сухой глины средней плотности – 2,5 кг/см2, а плотного крупного песка – около 6 кг/см2.

Для каждого типа свай характерны свои несущие способности.

Например, нам необходимо построить 2-этажный дом из бруса размерами 10*8, использовать будем винтовые сваи 89*300 мм. Если дом расположен в центральной полосе, то снеговая нагрузка будет равна 10*8*100=8 т/м2. Полезная нагрузка каждого из этажей 10*8*150=12 т/м2, т.е. для всего дома 24 т/м2. Масса самого дома приблизительно равна 44 т. Совокупная нагрузка (44+24+8)*1,2 = 91,2 т. Допустим, почва – мягкопластичная глина, сваи будут погружаться на 2,5 м (их несущая способность при этом 5 т), тогда понадобится 91,2/5 = 18,24, т.е. 19 свай.

Глубину погружения сваи выбирают, исходя из типа почвы. Для устойчивого плотного грунта обычно достаточно свай длиной 2,5 м. Если на участке почва неустойчивая, длина сваи должна быть такой, чтобы достигать более плотного слоя грунта.

Часто в частном строительстве применяются именно винтовые сваи. Они выпускаются разного диаметра:

• 57 мм – такие сваи подойдут для создания фундамента для легких заборов;
• 76 мм – сваи для возведения более тяжелых заборов (например, из профнастила), а также легких строений (беседка);
• 89 мм – сваи для постройки дачных домов, небольших частных домов, хозпостроек. Такая опора в среднем выдерживает 3-5 т;
• 108 мм – отличный вариант для постройки частных домов любого типа, выдерживают от 5 до 7 т.

Расстояние между сваями рассчитывается для каждого отдельного проекта. Не рекомендуется делать расстояние между опорами более 3 м для каркасных домов, и более 2 м – для построек из пеноблока и газоблока. При наличии в регионе сильных ветров расстояние между опорами должно быть не более 2,5 м.

Свайный фундамент – что это такое

Несущей основой конструкций такого типа являются сваи, утопленные в грунт на расчётную глубину или до упора.

Свайные опорные сооружения относятся к фундаментам глубокого заложения, мало подвержены деформациям от изменения свойств грунта (сдвиг, просадка, намокание) и обладают высокой статичностью, а потому используются при строительстве в сложных геологических условиях, исключающих применение мелкозаглублённых решений:

• пучинистые, сыпучие, просадочные грунты;
• болотистая местность;
• вечная мерзлота.

По положению в грунте и способу передачи на него нагрузок свайные опоры делятся на висячие и сваи-стойки.Висячие сваи находятся в грунте в свободном состоянии, и степень их статичности определяется величиной силы трения между боковой поверхностью опор и средой. Для такого технического решения важен правильный расчёт глубины погружения свай, чтобы их сцепление с окружающим грунтом обеспечивало необходимую несущую способность. Висячие сваи применяются в тех местах, где грунтовые слои, которые могли бы стать твёрдым статичным основанием для опирания, на доступной глубине обнаружены не были.

Сваи-стойки погружают в грунт до упора в твёрдые слои с достаточной несущей способностью – например, скальные, крупнообломочные, плотный суглинок. В такой ситуации опорная стойка передаёт нагрузку от здания жёстко, испытывая усилие на сжатие.

Технология возведения дома на сваях

Этапы возведения свайного основания можно разделить на подготовительный период и процесс монтажа. Сначала проводят расчеты: определяют массу будущего здания на сваях, выбирают материалы, из которых будет возводиться здание и сам фундамент. Также на участке необходимо провести геологические изыскания, чтобы определить тип грунта, уровень залегания грунтовых вод. Затем участок под дом готовят к началу строительства: обустраивают подъездные пути, расчищают место для монтажа свай, снимают верхний почвенный слой. После установки разметки под места вкручивания свай переходят к бурению скважин для опор. В скважину устанавливают трубу и заливают ее бетоном

Важно не забыть про дренаж и гидроизоляцию: на дно ямы перед заливкой бетона укладывают подушку из песка и гравия, а затем листы рубероида. Чтобы установить ростверк для свайных оснований используются металлические каркасы

Арматура укладывается внутрь опалубки и прочно закрепляется. Сверху опалубка заливается бетоном. Когда ростверк отстоится, устанавливают стеновой каркас дома, монтируют кровлю, ставят оконные и дверные конструкции.

Что такое свайный фундамент?

Представляет собой опору, которая принимает на себя вес сооружения и предает его твердому грунту при помощи погруженных в него свай и сформированного сверху ростверка или уложенной фундаментной плиты. Конструкцию иллюстрирует схема свайного фундамента с ростверком.

Основные понятия:

Свая – ключевой элемент свайного фундамента, который может быть изготовленный из разных материалов. Размеры определяются потребностью заказчика и могут быть от 3 до 20 метров длиной и до 400 мм. в диаметре.

Обвязка верхняя – горизонтальная часть свайного фундамента. Задача верхней обвязки фиксировать сваи и перераспределять нагрузку строения равномерно. Обвязка может быть выполнена в виде ростверка или фундаментной плиты.

Ростверк (ростверковая лента) – это бетонная лента (железобетонная рама), которая опирается на сваи, распределяя нагрузку от несущих конструкций дома. Выделяют монолитный, сборный и сборно-монолитный ростверки.

Фундаментная плита (ростверковая плита) – плита перекрытия, уложенная на верхние части свай. Служит основанием для строения.

Предпосылки к использованию свайного фундамента
Рекомендован	– при глубоком расположении плотного грунта и слабой несущей способности верхнего слоя почвы (плывун, торфяник, пылевидный грунт, глина, лессовидный грунт);- при высоком уровне грунтовых вод; – на пучинистых грунтах; – при значительной глубине промерзания (свыше 2 м.п.); – при наличии склонов (включая склоны с крутым углом); – для строений значительной массы (превышающей 350 тонн); – при желании сохранить природный ландшафт рытьем котлована или невозможностью произвести выемку грунта (небольшой размер участка, нет доступа к месту застройки, сложность со складированием вынутого грунта, сжатые сроки строительства и т.п.); – при желании сократить расходы на строительство.
Возможен	– любые типы грунта
Исключен	– грунт скальных порот

Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Особенности ленточного фундамента

Ленточный фундамент в своей структуре имеет два подвида

Ленточный фундамент в своей структуре имеет два подвида:

• Сборный;
• Монолитный.

Единственная их отличительность друг от друга – это способ устройства.

Совместимость с грунтами

Для сборного основания характерными видами есть пучинистые и насыщенные водой грунты

Данный фундамент может функционировать, находясь на таких грунтах:

• Для сборного основания характерными видами есть пучинистые и насыщенные водой грунты;
• Монолитные конструкции устанавливаются в основном на почти всех видах грунта;

Не совместим данный фундамент только с органическими грунтами.

Плюсы ленточного основания

Плюсы, данного фундамента такие, он универсальный, может функционировать со всеми постройками

Плюсы,  данного фундамента такие:

• Он универсальный, может функционировать со всеми постройками;
• Простота монтажа монолитного вида;
• Герметичность;
• Сборный вид отлично подходит для проекта дома, где имеется подвал или цоколь.

Минусы фундамента с лентами

Как показывают отзывы жителей, такой фундамент предполагает большие денежные траты

Как показывают отзывы жителей, такой фундамент имеет следующие минусы:

• Большие денежные траты;
• Массивность конструкции;
• Трудимый процесс.

Как рассчитать и спроектировать свайно-винтовой фундамент

Характерные недостатки свайно-винтового фундамента не проявятся во время эксплуатации, если его верно рассчитать и спланировать с учётом всех описанных выше нюансов.

Создание проекта для любого типа фундамента – это задача для профессионалов. Но можно и нужно «прикинуть» всё и самостоятельно. А алгоритм проектирования подойдёт при возведении на участке лёгких дачных домов или хозяйственных построек.

Как оценить несущую свайную способность?

В первую очередь на конкретной местности под строительство оценивается несущая способность винтовой опоры. Из таблицы выше было видно, насколько большой разброс значений даже для однотипных свай – к примеру, для СВС-108 разброс от 5 до 9 т.

Наиболее точными будут показатели, полученные в результате проведённых геолого-разведывательных работ, когда специалисты пробурят скважины и дадут точную оценку всех грунтовых слоёв. Этот вариант не имеет недостатков, результаты дают точную картину, с минимальным поправочным коэффициентом 1,2. 

Можно использовать второй вариант: пригласить специалистов, которые ввинтят эталонную (опытную) сваю. На участке строительства в землю вкручивается свая-эталон. Когда она проходит сквозь слои грунта, специалисты ведут мониторинг крутящего момента, который прикладывается к ней. Картина получается достаточно объективная о несущих способностях почвы. 

Ещё один вариант, который можно выполнить самостоятельно: пробурить скважину на предполагаемую глубину размещения лопастей или выкопать глубокий шурф. Далее – с этой глубины добыть грунт и сделать с него пробы. По показаниям классифицировать грунт, используя онлайн таблицы. И узнать расчетное значение несущей способности грунта. Для этого варианта поправочный коэффициент — 1,6-1,7.

Если длина труб будет выбрана неправильно, то это приведёт к проседанию фундамента. В результате – начнётся разрушение стен дома. При расчёте длины трубы для участка с планируемой стройкой опираются на такие параметры:

1. На глубину залегания плотных несущих слоёв грунта.
2. На рельефность (перепады высоты) местности, чтобы выйти во всех точках основания на общую горизонтальную плоскость.

В пробуренное отверстие, когда бур доходит до требуемых слоёв, на длинном шнуре опускают груз. После того как он уляжется на дно ямы, делают на шнуре пометку и извлекают груз наружу. От отметки на шнуре до груза измеряют расстояние. К полученному значению добавляют высоту надземной части винтовой сваи. 

Важно! Решать владельцу – самому измерять длину сваи или доверить это специалистам. Главное, помнить, что от правильности параметра зависит надёжность будущего фундамента и всего дома

Когда известен уже тип грунта, то рассчитывают несущую способность выбранной винтовой основы, используя онлайн калькулятор.

Плюсы и минусы ленточных фундаментов

Главное преимущество ленточного фундамента заключается в возможности обустройства подвальных помещений и качественного утепления нижней части здания. В подвале или цокольном этаже можно проложить инженерные коммуникации, сделать незамерзающий ввод водопровода и организовать несколько помещений хозяйственного назначения.

Несмотря на большие объемы земляных и монтажных работ, возведение фундамента в виде ленты можно выполнить самостоятельно, пригласив для этого 2-3 помощника. Из специальных строительных механизмов вам потребуется только бетономешалка и вибрационное устройство для уплотнения бетона. Для рытья котлована можно просто нанять экскаватор.

Правильно сделанный ленточный фундамент отличается долговечностью и может служить до 150 лет, несмотря на любые внешние негативные воздействия. Слой гидравлической изоляции защитит строение от грунтовых и талых вод, а теплоизоляция снизит потери тепла.

В то же время, несмотря на перечисленный ряд достоинств, основания ленточного типа имеют несколько существенных недостатков, среди которых:

• большие трудозатраты при производстве работ на всех этапах;
• длительный процесс строительства, связанный с большими объемами земляных работ и сроками твердения бетона (технологию мы описали здесь);
• высокая себестоимость строительства;
• невозможность возведения на некоторых видах грунта;
• необходимость непрерывности процесса при заливке бетона.

Но если принять во внимание отзывы застройщиков, то перечисленные недостатки полностью оправданы высоким уровнем надежности конструкции и наличием подвала

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.

Установка своими руками

Свайный фундамент, независимо от того, какие сваи используются устраивается по практически идентичному алгоритму. Он включает в себя:

1. Топографическую съёмку с разметкой;
2. Подготовку и расчистку площадки под сваи;
3. Их установку;
4. Подрезку по уровню с последующей заливкой бетоном;
5. Приварку швеллера или крепёжных пластин.

Подробности можно увидеть на видео.

Отличительной особенностью винтовых свай является то, что их можно устанавливать своими руками. Ручное ввинчивание не столь уж сложное, но для него применяется особая техника работ.

Установка винтовой сваи своиму руками

Существуют определённые ограничения на тип свай, которые можно устанавливать своими руками. Они связаны в первую очередь с физическими возможностями человека.

Необходимое количество рабочих зависит от размеров винтовой сваи. Для максимально возможных величин 108х300 понадобиться бригада в три-четыре человека. Из инструментов необходимы два лома или обрезка арматуры, длиной от полутора до двух метров. Последние нужны для ввинчивания, поскольку именно они способны обеспечить необходимый в среднем крутящий момент в 450 килограмм-сило-метров. Для выравнивания используется пузырьковый уровень.

После того, как закончены подготовительные работы в виде топографической съёмки и расчистки площадки от мусора, двое рабочих берут первую сваю и вставляют в отверстия сверху по лому с двух сторон под углом в 45 градусов. Так они образуют рычаги. Ещё один рабочий прикладывает уровень и с его помощью помогает установить сваю вертикально.

Закручивание производится по часовой стрелке. Рабочий с уровнем постоянно следит за тем, чтобы оно происходило вертикально. Такая технология требует приложения довольно большой физической силы. Вместе с тем, не стоит вкручивать все сваи на одну и ту же глубину, поскольку на одном и том же участке могут оказаться грунты с разными характеристиками. Необходимая глубина определяется достижением определённого крутящего момента. Контроль производится с помощью динамометра. Вместо динамометра на практике можно использовать простое закручивание «до упора», когда уже начинаются деформационные процессы.

Минимальная глубина вкручивания винтовой сваи соответствует максимальной глубине промерзания грунта в данной местности. Часто вкручивание своими руками бывает довольно трудоёмким из-за особенностей почвы. Что проявляется особенно сильно в засушливый сезон.

А вот в случае с рыхлой землёй сваи связывают варным каркасом.

Средняя производительность бригады, занимающейся ручным ввинчиванием винтовых свай, составляет за смену до десятка их.

Этапы строительства дома на сваях

Основное назначение свайного фундамента – это наиболее равномерное распределение нагрузки от здания на почвенный слой участка. Ростверк, связывающий сваи на поверхности, позволяет сделать так, что конструкция фундамента получается единой.

Возведение здания на сваях начинается с выбора свайных опор. Существует несколько разновидностей фундаментальных свай, подходящих для разных проектов и разных типов почвы. Составляют план строения и делают разметку участка. Места вкручивания свай для фундамента отмечают колышками. Опоры устанавливают в специально пробуренные для этого скважины. Затем монтируют ростверк, позволяющий равномерно распределять нагрузку на основание. Далее переходят к возведению стен дома. Технологии строительства будут зависеть от того, какой используется материал. Затем устанавливают кровельную систему. После установки кровли переходят к внутренним работам: кладут черновые лаги пола, проводят коммуникации, монтируют оконные и дверные конструкции. На финальном этапе производят внешнюю и внутреннюю отделку дома, занимаются облагораживанием участка.

Завершающие работы по обустройству фундамента

В процессе установки фундамента проводят коммуникационные системы в частном доме. После монтажа сваи обязательно обработайте наружную поверхность специальными защитными средствами от коррозии! Кроме того, выполняют работы по гидроизоляции и утеплению фундамента.

Гидроизоляция защитит фундамент от негативного воздействия влаги, осадков, перепад температур и морозов. Процедуру проводят и во время, и после монтажа В качестве гидроизоляционных материалов используют рубероид и другие рулонные изделия, штукатурную смесь с добавлением защитных элементов, растворы с гидрозащитным составом, жидкую резину или битумную мастику.

Утепление не потребуется только для винтовых свай. В остальных случаях фундамент нужно утеплить, хотя бы снаружи. Теплоизоляция защитит бетон от промерзания и растрескивания. После утепления конструкция меньше подвержен перепадам температур, негативному влиянию влаги.

Самый легкий и доступный способ — засыпать фундамент с внешней и внутренней стороны керамзитом толщиной 0,5-1 метр. Для утепления основания часто используют пенополистирол или распыляемый пенополиуретан, которыми покрывают наружный слой конструкции.

Учтите, что устанавливать свайный фундамент своими руками — рискованное и трудоемкое дело, который требует специфических знаний и навыков. Ошибки в расчетах , установке и отделке приведут к серьезным проблемам, в том числе растрескиванию и перекосу стен дома. Чтобы избежать негативных последствий, обратитесь к профессионалам!

Мастера “МариСруб” профессионально выполнят точный расчет и монтаж любого типа фундамента, в том числе и на винтовых сваях. Они проведут работы по установке, обработке и облицовке конструкции. Подберут подходящие материалы, рассчитают объемы и стоимость. Одновременно с монтажом специалисты прокладывают коммуникации и вентиляцию дома!

Требование к обвязке фундамента

Выполняя строительные работы своими руками, необходимо обращать внимание на следующие факторы:

• Качество используемых пиломатериалов. При монтаже несущих конструкций необходимо выбирать хвойные породы древесины, 1-го или 2-го сортов. Фактическая влажность древесины должна составлять 12%.
• Соответствие заданным размерам.
• Качественное крепление всех компонентов. Особенно в местах соединения обвязки с фундаментом.
• Качественная гидроизоляция места соединения обвязки с металлическими или бетонными частями фундамента.
• Обработка древесины противопожарными и противогрибковыми средствами. При этом каждый брусок должен быть обработан до начала монтажа.

Выбор материала

Выше было сказано, что нижняя обвязка каркасного дома на столбчатом фундаменте может быть выполнена из деревянных или металлических брусьев. Использование дерева более целесообразно. Однако, отдавая предпочтение данному материалу, строители вновь окажутся перед проблемой выбора.

Сегодня в строительстве используются два типа деревянных балок:

• Клееный брус.
• Цельный брус.

Первый вариант отличается повышенной прочностью и надежностью. Такую древесину можно использовать при большой нагрузке или для создания пролетов. Правда, стоимость балок из этого материала выше, чем на аналогичные балки из цельного бруса.

Чаще всего в индивидуальном строительстве используют цельный брус. Выбор этого материала позволяет существенно сэкономить средства.

Крепление обвязочной конструкции к фундаменту

В большинстве случаев обвязку к фундаменту крепят при помощи анкеров. Для проведения крепежных работ используют болты анкерного типа диаметром от 12 до 16 мм.

Длину подбирают так, чтобы создавалось надежное крепление бруса. Анкер должен входить в брус как минимум на 10 см. В идеале крепление должно быть сквозным.

К сваям бруски крепят при помощи болтов диаметром 12 мм и более. Также в качестве крепежного элемента можно использовать шпильки аналогичного сечения. Все крепежные компоненты необходимо обработать антикоррозийным средством.

Соединения обвязочного бруса

Выполняя монтаж своими руками, следует уделить внимание креплению обвязки в углах, а также в местах соединения стен (наружных и внутренних). Если строение имеет большую длину, чем используемые пиломатериалы, придется производить обвязку бруса «по длине»

Возможны следующие варианты соединения:

• В половину дерева или в лапу. Этот способ подходит для увеличения длины.
• Хвост ласточки. Способ отличается высокой сложностью исполнения, но более герметичен. Его обычно применяют для соединения внутренних и внешних стен.
• Коренной шип. Обычно применяется по углам.
• Встык. Наиболее простой из всех перечисленных способов. Отличается низкой надежностью.

В зависимости от сечения бруса обвязки, используют то или иное соединение. Соединение должно располагаться на уровне 2-3 высоты используемой балки. Для увеличения показателей надежности соединения применяют нагели.

Обвязка как пол каркасного дома

Обвязка фундамента каркасного дома может использоваться как элемент чернового пола. Это рациональное решение, позволяющее сэкономить средства. В данном случае брус будет выступать в роли балок несущего типа. Между балками находится теплоизоляционный материал. Сверху каркас покрывают половым «пирогом» (для первого этажа).

Толщина утеплителя подбирается исходя из климатических особенностей региона. В большинстве случаев строители используют утеплитель толщиной 15-20 см.