Виды свайных фундаментов.
В данной статье будут описаны 3 самых распространенных типа свай.
Буронабивные сваи.
К буронабивным относятся те, для установки которых необходимо предварительное бурение скважин с последующим бетонированием. Идеальной базой для этого вида основания считаются плотные пески и грунт с горными обломками небольших фракций. Если же на участке нет песчаных скважин, их можно создать, размочив и утрамбовав в скважине песок с водой. Одним из положительных качеств буронабивных считают их изменчивость — они могут изготавливаться непосредственно на самом участке и иметь разную длину. Также могут применяться для усиления существующей базы.
Как подготовиться к работе?
Закладка фундамента – ответственный процесс, поскольку от выбора материала и качества монтажа зависит надежность и долговечность проектной конструкции.
С чего начать?
Но, чтобы сэкономить, можно использовать справочную информацию и самостоятельно провести исследование грунта и глубины подземных источников на участке.
Что нужно знать перед проектированием?
Для расчетов железобетонного свайно-ленточного фундамента необходимо знать:
тип грунта;
- степень пучения почвы;
- точку промерзания;
- залегание поземных источников;
- несущую способность грунта;
- перепады высот на участке;
- климатические условия для региона (количество осадков).
Перед расчетами фундамента необходимо подобрать количество свай. Как правило, опоры устанавливают по углам здания и в местах, где будут пересекаться простенки в доме по проекту.
Приблизительное расстояние между опорами 1,5–3 м. Площадь сечения свай выбирается экспериментальным путем, исходя из несущей способности грунта.
Для выбора параметров рекомендуется воспользоваться справочными данными:
| Диаметр буронабивных свай, см | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
| Площадь основания, см2 | 79 | 177 | 314 | 490 | 707 |
| Тип грунта | Несущая способность | ||||
| Песок крупной фракции | 325 | 701 | 1350 | 2050 | 2350 |
| Песок средней фракции | 235 | 530 | 942 | 1472 | 2120 |
| Мелкий песок, перенасыщенный влагой | 197 | 530 | 748 | 1226 | 1775 |
| Твердая глина | 353 | 795 | 1413 | 2208 | 3180 |
| Пластичная глина | 197 | 353 | 628 | 980 | 1413 |
| Крупнообломочные породы | 432 | 1315 | 2168 | 3238 | 5650 |
Расчет опор и ростверка
Чтобы заложить надежный фундамент, необходимо провести ряд обязательных предварительных расчетов:
Определить суммарные нагрузки с учетом веса стен, перекрытий, кровли, снежного настила и т.п.
- Найти необходимую опорную площадь, зная вес конструкции и коэффициент надежности. Формула для расчета: S опоры = (М * 1,4)/Н, где:
- М – суммарная масса сооружения (из п.1),
- Н – несущая способность грунта (справочная информация),
- 1,4 – коэффициент надежности.
- Рассчитать суммарную площадь сечения свай, учитывая их количество.
- Сравнить результаты вычислений п. 2 и 3.
Если площадь сечения свай больше опорной площади, то выбранные параметры подходят, если меньше – необходимо увеличить площадь опор. Иногда целесообразно увеличить количество столбов (алгоритм расчета не поменяется).
Длину опор выбирают с учетом глубины промерзания грунта. Как правило, железобетонная конструкция должна упираться в твердый несущий слой. Для большинства российских регионов точка промерзания находится на глубине 1,5 м. К этому значению необходимо не забыть добавить высоту цоколя.
Ширина ростверка выбирается таким образом, чтобы это значение превосходило или было равным толщены цоколя или несущих стен.
Необходимые инструменты и материалы
Для строительства свайно-ростверкового фундамента понадобятся такие инструменты и материалы:
- ручной бур или электрическая установка для устройства шурфов;
- смесь для бетонного раствора: песок, щебень, цемент, вода;
- щебень средней фракции для устройства дренажной подушки под ростверк;
- бентонитовый раствор для обмазки стенок скважины;
- листы рубероида для гидроизоляции свай;
- листовой гидроизоляционный материал для ростверка;
- пенополиуретановый утеплитель;
- металлическая арматура для армирования верхней и нижней части фундамента;
- доски, брусья, гвозди и шурупы для изготовления опалубки;
- колышки, лески для разметки участка.
Пошаговая инструкция по изготовлению фундаментного основания с ростверком
Прежде чем сделать свайно-ростверковый фундамент своими руками вам следует внимательно ознакомиться с инструкцией, в которой приводится подробный (пошаговый) план его обустройства.
Содержащиеся в этой инструкции указания предполагают выполнение следующих рабочих операций:
- разметка участка застройки;
- земляные работы;
- монтаж свайных опор с учетом глубины заложения;
- обустройство связующей ленты (ростверка).
Рассмотрим каждый из указанных пунктов пошаговой инструкции более подробно.
Разметка фундамента и мест установки свай
Разметка участка под фундамент производится в следующей последовательности:
- Сначала удаляются верхние (плодородные) пласты почвы, которая складывается затем в специально отведённом под неё месте строительного участка.
- После этого площадка под фундамент тщательно выравнивается (то есть осуществляется её планировка).
- Вслед за этим посредством колышков и тонкой бечевы размечаются границы будущего фундаментного основания дома (внутренняя и внешняя).
- По окончании разметки границ основания можно перейти к обозначению точек установки свайных опор, которые ещё на стадии подготовки проекта должны быть прорисованы на плане постройки с указанием точных расстояний между ними.
Земляные работы и монтаж свай
Порядок проведения земляных работ определяется типом используемых при строительстве опорных элементов, в качестве которых чаще всего используются сваи винтового или буронабивного типа.
В случае винтовых опор необходимости в подготовке специальных приямков, как правило, не возникает. Они вворачиваются в землю посредством специальных механических приспособлений или вручную. В процессе монтажа оголовки винтовых свай выставляют на одном заранее обозначенном с помощью шнурка уровне.
Для монтажа буронабивных свай вам потребуются специальные механизмы, которые могут быть заменены обычным ручным буром с исполнительным инструментом подходящего диаметра. Производимые с их помощью работы осуществляются в следующем порядке:
Сначала этими приспособлениями в нужных точках разметки бурятся скважины под опоры с учётом параметров их заложения.
После выравнивания стенок скважин на них монтируются элементы ограждающей конструкции (опалубки).
Вслед за этим в отгороженное опалубкой пространство опускается арматурный каркас (он предварительно изготавливается из четырёх толстых продольных прутьев, связанных между собой с помощью отожжённой проволоки).
В завершении этой стадии работ производится заливка жидкого бетона, подготовленного любым удобным для вас способом.
Обустройство ростверка
Порядок подготовки связующего основания зависит от типа материала, выбранного для его изготовления. Так, ростверк из металлических профилей просто приваривается к хорошо выровненным оголовкам свай.
При изготовлении небольшого по высоте железобетонного ростверка сначала по всей длине будущей малозаглублённой ленты делается подсыпка из щебня толщиной порядка 15 см.
Затем поверх этой подсыпки монтируется опалубка из деревянных щитов или досок с частичным погружением её стенок в грунт.
Высота элементов ограждения выбирается исходя из заложенных в проекте параметров цокольной конструкции. Сборка щитов и их крепление посредством перемычек и упоров полностью аналогичны соответствующим операциям, производимым при обустройстве опалубки ленточного фундамента.
Армирование формируемой железобетонной конструкции осуществляется точно таким же образом, как это делалось при усилении обычного ленточного фундамента с той лишь разницей, что в этом случае добавляется перевязка с выпусками из свай.
При её формировании свайные выпуски различной длины сначала загибаются, после чего один ряд приваривается к нижнему армирующему поясу ростверка, а второй соответственно – к верхнему.
При обустройстве ростверка не следует забывать о необходимости оставлять вентиляционные продухи, также о закладке труб и коробов, которые необходимы для подводки к дому инженерных коммуникаций.
Условия точного переноса плана на местность
Чтобы чертеж было легко перенести на местность и выполнить разметку участка с достаточной точностью, необходимо выполнение определенных условий.
Точное соблюдение масштабирования для каждой части плана. При выполнении укрупненных выносных изображений, их масштаб указывается отдельно. Для общего масштабирования планов фундаментов используются соотношения 1:100, 1:200, 1:300, 1:400.
Значительно упростить перенос схемы на местность поможет осевая разметка. Разбивочные и крайние оси наносятся на общий план и отдельно для выносных видов, а также в местах установки отдельных элементов (колонн и пр.). В обязательном порядке между крайними осями (стен или опорных колонн) и разбивочными указывается расстояние.
Общий план фундамента с указанием размеров, материалов и необходимых отверстий.
Упрощает задачу переноса плана на местность и координатная сетка.
Как подготовиться к работе?
Закладка фундамента – ответственный процесс, поскольку от выбора материала и качества монтажа зависит надежность и долговечность проектной конструкции.
С чего начать?
Но, чтобы сэкономить, можно использовать справочную информацию и самостоятельно провести исследование грунта и глубины подземных источников на участке.
Что нужно знать перед проектированием?
Для расчетов железобетонного свайно-ленточного фундамента необходимо знать:
тип грунта;
- степень пучения почвы;
- точку промерзания;
- залегание поземных источников;
- несущую способность грунта;
- перепады высот на участке;
- климатические условия для региона (количество осадков).
Перед расчетами фундамента необходимо подобрать количество свай. Как правило, опоры устанавливают по углам здания и в местах, где будут пересекаться простенки в доме по проекту.
Приблизительное расстояние между опорами 1,5–3 м. Площадь сечения свай выбирается экспериментальным путем, исходя из несущей способности грунта.
Для выбора параметров рекомендуется воспользоваться справочными данными:
| Диаметр буронабивных свай, см | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
| Площадь основания, см2 | 79 | 177 | 314 | 490 | 707 |
| Тип грунта | Несущая способность | ||||
| Песок крупной фракции | 325 | 701 | 1350 | 2050 | 2350 |
| Песок средней фракции | 235 | 530 | 942 | 1472 | 2120 |
| Мелкий песок, перенасыщенный влагой | 197 | 530 | 748 | 1226 | 1775 |
| Твердая глина | 353 | 795 | 1413 | 2208 | 3180 |
| Пластичная глина | 197 | 353 | 628 | 980 | 1413 |
| Крупнообломочные породы | 432 | 1315 | 2168 | 3238 | 5650 |
Расчет опор и ростверка
Чтобы заложить надежный фундамент, необходимо провести ряд обязательных предварительных расчетов:
Определить суммарные нагрузки с учетом веса стен, перекрытий, кровли, снежного настила и т.п.
- Найти необходимую опорную площадь, зная вес конструкции и коэффициент надежности. Формула для расчета: S опоры = (М * 1,4)/Н, где:
- М – суммарная масса сооружения (из п.1),
- Н – несущая способность грунта (справочная информация),
- 1,4 – коэффициент надежности.
- Рассчитать суммарную площадь сечения свай, учитывая их количество.
- Сравнить результаты вычислений п. 2 и 3.
Если площадь сечения свай больше опорной площади, то выбранные параметры подходят, если меньше – необходимо увеличить площадь опор. Иногда целесообразно увеличить количество столбов (алгоритм расчета не поменяется).
Длину опор выбирают с учетом глубины промерзания грунта. Как правило, железобетонная конструкция должна упираться в твердый несущий слой. Для большинства российских регионов точка промерзания находится на глубине 1,5 м. К этому значению необходимо не забыть добавить высоту цоколя.
Ширина ростверка выбирается таким образом, чтобы это значение превосходило или было равным толщены цоколя или несущих стен.
Необходимые инструменты и материалы
Для строительства свайно-ростверкового фундамента понадобятся такие инструменты и материалы:
- ручной бур или электрическая установка для устройства шурфов;
- смесь для бетонного раствора: песок, щебень, цемент, вода;
- щебень средней фракции для устройства дренажной подушки под ростверк;
- бентонитовый раствор для обмазки стенок скважины;
- листы рубероида для гидроизоляции свай;
- листовой гидроизоляционный материал для ростверка;
- пенополиуретановый утеплитель;
- металлическая арматура для армирования верхней и нижней части фундамента;
- доски, брусья, гвозди и шурупы для изготовления опалубки;
- колышки, лески для разметки участка.
Варианты расположения свай и их виды
Сваи могут быть висячими или в виде стоек. В первом варианте нагрузка на окружающий грунт передается через трение о боковые стенки. Такие сваи характеризуются развитой боковой поверхностью по всей длине с множеством выступов, что обеспечивает хорошую несущую способность конструкции. Данный тип применяется для почв с высоким уровнем грунтовых вод или имеющих толстый слой слабого грунта, под которым располагается более прочный, но он все равно не способен удержать сваю-стойку.
Сваи-стойки передают нагрузку от сооружения непосредственно на прочный грунт, который располагается под слабым слоем. Элементы характеризуются гладкой поверхностью, за которую грунт не цепляется. Самым важным критерием для данного типа свай является широкое основание, которое воспринимает более 80% от общей нагрузки.
Полезный совет! Для многоэтажных и долговечных построек целесообразно выбирать сваи-стойки ТИСЭ, имеющие значительное уширение в нижней части элемента, что позволяет исключить дальнейшую осадку.
Сваи в грунте могут располагаться по одному из способов:
- одиночному;
- ленточному;
- полосами;
- в виде куста;
- полем.
Различные варианты и виды свай
Первый способ выбирается под отдельно стоящую опору. В зависимости от особенностей рельефа свая может быть установлена наклонно. Ленточный способ предполагает размещение свай по всему периметру сооружения. Для строительства массивных многоэтажных конструкций используется установка свай в несколько рядов в виде полос.
Кустовое размещение предполагает установку элементов под несущими стенами и объектами с большой нагрузкой. Такой способ применяется для строительства навесов и сооружений с большим количеством колонн, которые удерживают кровлю. Для строения большого размера используется установка свай в шахматном порядке.
Выбор способа расположения свай зависит от проекта строительства. Элементы должны располагаться в углах и в местах пересечения простенков. Оптимальным считается расстояние между сваями в ростверке 2–3 м.
Устройство свайного фундамента с ростверком
Фундамент свайный с монолитным ростверком Такие основания состоят из свай и монолитного или ленточного ростверка, соединенного жестко с каждой сваей. В зависимости от глубины заложения свай, они бывают следующих типов:
- забивные;
- бурозабивные;
- винтовые;
- инъекционные.
Каждый вид свай выбирается под конкретный тип почвы и уровня заложения, а также с учетом глубины заложения грунтовых вод. Понятно, что финансовая составляющая также играет важную роль, ведь, например, забивные сваи монтируются с помощью специальной строительной техники, а бурозабивные или винтовые можно установить своими руками.
Например, деревянные сваи не подходят для пучинистых почв с высоким содержанием грунтовых вод, а металлические быстро разрушаются за счет влияния агрессивных грунтовых вод.
Пошаговая инструкция сооружения фундамента
Для изготовления ленточно-ростверкового фундамента необходимо подготовить сваи круглого сечения. Их установка выполняется при помощи специального инструмента – строительного бура. Когда скважины будут готовы, в них перед установочными работами создается песчаная подушка слоем 30 см. Следует иметь в виду, что это работа большого количества свай, которые устанавливают в основание стен, на углах ленты, выдержав между элементами шаг 1,8-2 м друг от друга. Не следует забывать про гидроизоляцию, в качестве которой применяются асбестоцементные или трубы, изготавливаемые из рубероида с помощью лески.
Чаще всего при возведении свайно-ростверкового фундамента выбирается вариант, при котором сваи устанавливают на глубину 2 м при шаге 3 м, при этом ростверк должен уйти на глубину 20 м. Конструкцию ростверка можно использовать для изготовления подпола на песчаной подушке или стяжке. Таким образом, можно отказаться от выполнения гидроизоляции.
Этапы работ
Этап 1. В самом начале необходимо выполнить разведывательно-изыскательные геологические работы для определения характеристик грунта на участке и степени его однородности. Если обстоятельства не позволяют воспользоваться услугами специалиста, то необходимо проделать эту операцию хотя бы самым примитивным способом. Следует учесть, что даже на небольшой площади грунт может отличаться по своим характеристикам
Следует уделить внимание и другим факторам – ветровой нагрузке, весу стройматериалов и величине уклона рельефа. Этап 2. Выполняется изготовление песчаной подушки для железобетонной ленты основания
Выполняется изготовление песчаной подушки для железобетонной ленты основания
Эта операция поможет обеспечить максимальную защиту основания от механического воздействия грунта. Этап 3. Изготавливается опалубка. Ее делают по той же схеме, что и в случае с ленточным фундаментом. Однако при возведении свайно-ростверкового фундамента с несъемной опалубкой имеются свои нюансы. В качестве емкости используют экструдированный пенополистирол «Пеноплекс» или «Термомонолит». Всё это позволит качественно утеплить и гидроизолировать основание. Для ликвидации мостиков холода используют стеклопластиковую арматуру и СВТ-стяжки. Этап 4. Изготовление свай. Для их установки потребуется спецтехника, которой бурят скважины. Далее их стенки обсаживают рубероидом либо обладающим аналогичными свойствами листовым материалом. Эта работа проводится с учетом того, что верхняя часть будет находиться на уровне земли. Асбестоцементная труба в этом случае может выполнять роль обсадки. В скважину устанавливают четыре нитки арматуры, которые нужно соединить друг с другом таким образом, чтобы их верхняя часть выходила из сваи и соединялась с ростверковой арматурой. Туда впоследствии заливают бетонный раствор.
Прежде чем проводить армирование ростверка, необходимо уложить между ним и верхней частью сваи гидроизоляцию. Для расчета материала необходимо предварительно замерить площадь нуждающейся в защите поверхности. Часть арматуры, которая будет выходить из сваи, необходимо надежно соединить с арматурой ростверка. Когда конструкция наберет половину прочности, подсыпку убирают, и тогда ростверк будет располагаться полностью над землей. При этом у него не должно быть опоры на грунт. Этап 5. Выполняется крепление ленты и сваи в единую конструкцию, после чего их заливают бетонной смесью. Лучше всего это делать строительной вибротехникой. В конечном итоге должен получиться тот самый ленточный фундамент на сваях, официально именуемый «свайным фундаментом с монолитным ростверком». Технология его установки предполагает вначале заливку сваи. Когда пройдет достаточно времени, можно переходить к бетонированию железобетонной ленты. Обычно выжидают 7 дней – по прошествии этого времени бетон набирает 50% заявленной прочности. После этого переходят к работам по ростверку. Сперва необходимо построить опалубку, заполнить ее песком или пенополистиролом. В результате этой операции ростверк поднимется над землей и днище опалубки будет выровнено по верхней части сваи. Владельцы, которые пожелают сэкономить, могут использовать для заливки бетон собственного производства. Обязательно нужно учитывать недостатки, которые присущи свайно-ростверковому фундаменту. Конструкция не будет иметь общего цокольного этажа с парной, основание не предназначено для тяжелых стен, выполнить расчёты свайно-ростверкового фундамента непрофессионалу достаточно сложно. Однако при возведении русской бани он является самым подходящим среди доступных вариантов.
Строительство цоколя
После того как свайный монолитный фундамент построен, приступаем к отделке цоколя. Цокольная отделка верхним краем крепится к нижней части дома и сверху защищается специальным оцинкованным козырьком (отливом). Снизу отделка не доходит до грунта на несколько сантиметров. Это делается для того, чтобы по время пучения грунта цоколь не подвергался деформации. Для отвода осадков монтируется дренаж, а также выполняется бетонная отмостка шириной около 70 см. Самое лучшее решение для отмостки по всему периметру дома – это тротуарная плитка. Она долговечна, эстетична и ремонтопригодна.
Как правильно сделать самому?
Каждый тип свайно-ростверкового основания предполагает свой порядок технологических этапов. Например, для устройства забивных и винтовых свай не нужно бурить скважины, но не обойтись без аренды оборудования или спецтехники (за исключением малых винтовых опор). Ниже представлен порядок возведения буронабивных свай с железобетонной лентой.
Определение расстояния между сваями
В частном домостроении обычно поступают следующим образом:
- обязательно устанавливают опоры под углами здания и в точках пересечения несущих стен;
- если столбы находятся на расстоянии друг от друга больше, чем на 3 м, то между ними ставят промежуточные опоры.
Перед конструированием полезно ознакомится с требованиями к расстановке опор, которые описаны в документах СНиП 2.02.03-85 и ГОСТ 27751.
Разметка и земляные работы
Перед строительными работами с участка убирают строительный мусор и, при необходимости, выравнивают площадку. Затем наносят разметку, используя колышки и леску.
Обязательно сравнивают диаметры с проектными значениями. Обозначают места для будущих опор с помощью колышков, прутьев или делают небольшие углубления в почве в качестве меток.
Установка свай
При помощи ручного бура высверливают скважины под сваи. Ручное устройство подходит для устройства шурфов диаметром до 30 см. Если на участке преобладают переувлажненные почвы, то на дне траншеи устраивают песчаную подушку высотой 10 – 20 см, обязательно утрамбовывая несущий слой.
Внутри шурфа устраивают арматурный каркас из стальных прутьев. Длина прутьев должна быть на 15 – 20 см больше высоты скважины (запас для связки опоры и ростверка). Заливают внутренность скважины бетонным раствором. Штыкуют смесь для удаления пузырьков воздуха. Бетону понадобится 2–3 недели, чтобы затвердеть, после чего переходят к следующему этапу.
Для винтовых и забивных столбов рыть траншеи ненужно. Опорные элементы завинчивают или вбивают грунт по установленным меткам.
Строительство опалубки
Эксперты советуют поднимать ростверк над нулевым уровнем участка, но такая технология значительно усложнит строительство.
Под монолитную ленту выстраивают щитовую опалубку. Для этого можно использовать фанерные листы или сбитые доски. Целесообразно подпереть конструкцию по внешней стороне брусьями, чтобы под массой бетона опалубка не разошлась.
Армирование
Каркас из армированных прутьев добавит прочности фундаменту. Как правило, используют металлопрокат из стали АI – АIII. Жестко связывают армирующий каркас для ростверка с прутьями, которые выступают из поверхности опор.
Заливка бетона
Для ростверка используют бетон прочности не ниже М200. Заливку осуществляют за один раз посредством желобов, чтобы исключить расслаивание бетона от удара при падении с высоты.
Когда материал заполнит внутреннюю часть опалубки, проводят штыковку для удаления пузырьков воздуха. Затем бетон накрывают полиэтиленовой пленкой и оставляют на 3–4 недели до полного затвердевания.
В случае с металлическим ростверком обвязочные изделия приваривают к прутьям, которые были оставлены выступающими из опор. Ростверк из брусьев фиксируют на оголовках столбов, предварительно сделав в металлических пластинах технические отверстия.
Гидроизоляция и вентиляция
Почвенная влага с годами разрушает бетонный фундамент, поэтому принимают меры по гидроизоляции конструктивных элементов. Чтобы защитить опоры перед устройством арматурного каркаса в скважину помещают свернутый в трубу лист рубероида или стеклорубероидного материала.
Чтобы вентилировать пространство между железобетонной конструкцией и землей, в опалубку заделывают отрезки труб небольшого диаметра (20 – 25 см). Для «висячей» ленты устраивать продухи не нужно: вентиляция осуществляются за счет воздушного пространства между грунтом и основанием.
В случае с металлическим ростверком защитой служит обмазочный гидрофобный состав, которым покрывают выступающие над землей части конструкции, особое внимание уделяя сварным швам. Деревянные брусья предварительно пропитывают гидрофобной жидкостью
Теплоизоляция
Роль теплоизолятора для ростверка выполняет пленка на основе пенополиуретана, который одновременно защищает конструкцию и от влаги. Пенный материал наносят на всю поверхность ростверка с помощью специального распылителя после того, как бетон полностью застынет. В качестве альтернативы можно использовать листовой экстрадированный пенополистирол.
