Создание свайного фундамента самостоятельно

Сфера применения

Основные положения и требования к проектированию и условиям применения свайных фундаментов регламентирует СП 24.13330.2011 и СП 50–102–2003. В соответствии с этими нормативными документами, фундаменты проектируются на основании проведенных инженерных изысканий. Основными сферами применения (основанием для обустройства) считается наличие на участке застройки грунтов со слабой несущей способностью. К таким почвам относятся:

• Суглинки.
• Торфяники.
• Песчаник.
• Плывуны.
• Пучинистые, растительные, лессовидные грунты.
• Другие типы грунта с неустойчивыми или слабыми структурными связями.

Также основанием для применения свайных фундаментов считаются такие факторы:

• Высокий уровень ГВ.
• Болотистая местность.
• Сезонная затапливаемость участка во время паводков.
• Сейсмическая активность в регионе застройки.
• Значительный перепад поверхности участка по высоте.

Кроме этого основание под здание на сваях организовывают в случаях, когда возведение других типов фундаментов нерационально с экономической точки. Например, большой объем земельных работ по выемке грунта для обустройства монолитного или плитного фундамента.

Еще одна сфера применения свайных фундаментов – строительство быстровозводимых зданий, так как скорость их обустройства позволяет сохранять высокие темпы строительства.

Достоинства и недостатки свайных фундаментов

В реальных условиях строительства могут применяться различные виды свай. Но независимо от конструкции таких изделий можно выделить ряд преимуществ, которыми обладают фундаменты на свайных основаниях:

• возможность использования на любых грунтах, исключая скальные;
• быстрый монтаж опорного основания. Фундамент для жилого загородного дома можно установить в течение одного дня;
• отсутствие необходимости проведения земляных работ, устройства опалубки, бетонирования и длительного ожидания окончательного отвердения бетона;
• доступность для изготовления своими руками. Самостоятельно не получится работать только с забивными сваями. Для их установки требуется специальное оборудование;

• относительно низкие затраты. Свайные фундаменты обходятся дешевле ленточных или плитных, стоимость которых может составлять до трети стоимости всего дома.

Основным недостатком свайного фундамента является усадка опорного основания. Результатом может быть перекос фундамента, ведущий к разрушению верхнего строения. Причины часто заключаются в неверной установке свай, когда их не заглубляют до стабильных прочных грунтов. Возможен также и ошибочный выбор вида опор, которые не подходят для характера грунта в месте строительства. Поэтому по вопросу подбора типа свай лучше проконсультироваться с опытным специалистом.

Некоторые виды свай, например, винтовые, стоят достаточно дорого, что также можно отнести к их относительным недостаткам.

Буронабивные сваи из асбестовой трубы обойдутся значительно дешевле винтовых

Типы свайных фундаментов

Классификация свайных фундаментов включает в себя множество позиций.

Они различаются по следующим признакам:

• Способ действия (висячие и сваи-стойки).
• Тип ствола (монолитные и оболочечные)
• Материал (деревянные, металлические, железобетонные)
• Способ погружения (забивные, буронабивные или винтовые).

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

В частном домостроении наиболее распространены буронабивные и свайно-винтовые варианты, позволяющие работать в зоне плотной застройки без причинения ущерба окружающим зданиям.

Виды фундаментов

Наиболее часто применяются сооружения трех типов:

• ленточные;
• плитные;
• свайные.

Свайные позволяют существенно сэкономить по сравнению с другими и могут выполнять свои функции на грунтах с плохими характеристиками. Они, в свою очередь, делятся на:

• буронабивные, изготавливаемые из монолитного железобетона прямо на стройплощадке;
• забивные, устанавливаемые в проектное положение с помощью специальной установки;
• винтовые, металлические сваи, погружаемые в грунт способом завинчивания.

Забивные сваи еще пару десятилетий назад использовались достаточно часто. Если в районе километра шла стройка, можно было услышать сильные хлопки, которые возникали во время удара тяжелого груза о сваю. Этот способ имеет ограниченное применение, например, в условиях плотной застройки его использовать нельзя, поскольку работы окажут разрушающее воздействие на соседние здания. Для небольшого здания они также не подходят.

Как возвести свайный фундамент с монолитным ростверком

Устройство такого типа основания предельно простое, но при этом и отличается надежностью и качеством. Ведь каждый элемент тут делается с бетона, используется армирование в горизонтальных и вертикальных поясах. Не удивительно, что устройство такого основания считается оптимальным даже в горных районах с высокой вероятностью сейсмической активности.

Сделать такой фундамент своими руками не составит труда через его простоту. Проблемное место – это выбор опор и типа монолитного ростверка. Поэтому, поэтапная технология возведения свайно-монолитного фундамента с учетом его устройства следующая:

• Разработка подробного чертежа будущего здания. В состав этого этапа должна входить подробная карта территории, где указана структура почвы, уклон и природный рельеф. Также в проекте должны быть указаны характеристики самого здания, его масса, конструктивные элементы, размеры и все необходимые разрезы;
• Провести бурение скважин в соответствии с разработанным проектом на заданную глубину. Если устройство фундамента предусматривает использование забивных или винтовых свай, то их нужно установить строго вертикально в заданных местах;
• После монтажа опор нужно поверх сделать несущую опалубку. Тут нужно учесть ряд особенностей. Если опалубка предусматривается для мелкозаглубленного монолитного ростверка, тогда опалубку нужно сделать с достаточным углублением до уровня грунта. Если фундамент висячего типа, тогда опалубка делается П-образной с шириной в толщину будущих несущих стен;
• После установки опалубки нужно залить конструкцию бетоном, начиная от свай и заканчивая монолитом по отдельным горизонтальным слоям;
• Нужно оставить бетон засохнуть и набрать необходимую расчетную прочность и уже через несколько недель начинать возведение несущих стен здания.

Способы классификации и разновидности свайных фундаментов

Общее количество видов и подвидов свайных фундаментов составляет около 30 вариантов исполнения. Рассмотрим основные виды свайных фундаментов, которые используются для возведения частных домов и коттеджей. Подразделяются на виды по следующим критериям:

1. Материал изготовления. Сваи изготавливают из металла, бетона, железобетона. Также бывают деревянные, которые чаще всего используются для возведения временных построек.
2. Форма сечения: круглые, прямоугольные и квадратные. Сваи могут быть заостренными или утолщенными с нижнего конца, иметь ровное сечение.
3. Размер (длина) зависит от расчетных данных, глубины залегания твердых пород, глубины промерзания грунта и других факторов. Средняя длина составляет от 2 до 6 метров.

Еще один способ подразделения на подвиды – по принципу их работы в грунте. Существует два вида: сваи-стойки и висячие конструкции.

Сваи-стойки чаще всего имеют острый конец, которым они при заглублении прорезают слабые грунты. Этот тип имеет гладкую поверхность, которая не создает дополнительного трения. Они заглубляются до твердых пород, которым и передают несущую нагрузку от расположенного на них строения.

Висячие сваи имеют неровные, шероховатые и с множеством выступов боковые грани. Такая конструкция позволяет создать хорошее сцепление с грунтом, ведь сваи держатся в нем за счет силы трения о боковые стенки. Данный вид применяют в случаях, когда прочные и твердые породы залегают слишком глубоко, а также, если нижние пласты не способны выдержать нагрузку от стоек.

Расчет ленточно-винтового фундамента

Расчет винтовых свай

В ходе расчета свай определяются следующие параметры:

• Диаметр винтовых свай. Возведение 1-2 этажного дома рекомендуется с использованием свай диаметром 108 мм СВС-108 или 133 мм СВС-133. По типу лопастей лучше всего подойдут широколопастные изделия с размером лопастей 300 и 350 мм соответственно. Узколопастные опоры применяются только на плотных и скальных грунтах.
• Длина винтовых свай. Длина свай зависит от глубины промерзания почвы в регионе и уровня залегания плотных грунтов, на которые будет опираться свая. За длину сваи принимают наибольшее значение плюс 30-50 см. Для средней полосы России длина винтовых изделий будет составлять 2-2,6 м, для северных районов и на участках со сложными грунтами — 3-3,5 м.
• Количество винтовых свай. Рассчитывается по формуле:

К = P*k/S

где:

Р — сумма всех нагрузок;

k — коэффициент надежности = 1,75;

S — допустимая нагрузка на сваю, определяется по техническим характеристикам конкретного типа опор.

Расстояние между сваями. Для легких построек расстояние составляет 3,5 м. Для деревянных строений — 2,5-3 м, а для коттеджей из штучных стройматериалов и каркасно-щитовых домов — 1,5-2 м. Чем меньше диаметр свайно-винтовых опор, тем меньше расстояние между ними. При составлении схемы расположения свай следует придерживаться правил СНиП и располагать опоры по углам, вдоль несущих стен с выбранным шагом, под входной группой. Добавить сваи также необходимо при сооружении тяжелых элементов, например, каминов, бассейнов и пр.

Результатом расчета свайной части фундамента станет схема, на которой отображается глубина заглубления и места расположения опор

Расчет монолитной фундаментной ленты

Цель расчета ленточной части фундамента — определение параметров ленты:

1. Глубина заглубления. Для мелкозаглубленного фундамента заглубление составляет — 10-20 см.
2. Высота ленты. Для частного дома, как правило, высота составляет 50-60 см. С учетом заглубления, над поверхностью земли будет возвышаться ленточная часть высотой 30-50 см.
3. Длина ленты. Этот параметр является суммой всех стен, под которыми будет закладываться основание: периметр дома + несущие стены.
4. Ширина монолитной ленты. Ширину рассчитывают в зависимости от массы дома, типа грунта и технологии строительства. Чтобы не выполнять сложных расчетов, можно использовать готовую таблицу для определения оптимальной ширины фундаментной ленты:

Зная все параметры можно рассчитать необходимое количество бетона и арматуры, а также досок для опалубки, которые потребуются при выполнении конструкции.

Виды винтового фундамента

По конфигурации и предназначению лопастей выделяют:

1. Широколопастные – типовой вариант с одной лопастью в 1–1,5 захода.
2. Многолопастные – с несколькими лопастями.
3. Узколопастные – с наконечником в виде шурупа на 5–8 оборотов винта.

Различные виды в зависимости от почвы

Первый вариант предназначен для легких построек и устойчивых грунтов. Второй тип винтовых свай используется при необходимости улучшить несущую способность опоры с компенсацией ее подвижек по вертикали, а также для высоких и тяжелых по общему весу коттеджей в 2-3 этажа.

Третья разновидность – для оснований на грунтах с обилием камней. Для условий вечной мерзлоты рекомендуется брать также узколопастный аналог, только имеющий не заостренный конец, а раскрытый срез с зубьями по периметры.

Свайный наконечник бывает литым (ВСЛ) либо сварным (СВС). Первый стоит дороже. Однако он более прочен и способен вынести большие нагрузки, нежели наварной аналог. Если грунты на участке строительства плотные или фундамент нужно делать под большой дом, то лучше потратиться и взять с литым наконечником.

Буронабивной свайный фундамент своими руками

Представленная ниже пошаговая инструкция предусматривает самостоятельное возведение свайного фундамента в буронабивном исполнении с ростверком сверху. Это наиболее востребованный вариант среди частников, так как реализовать его несложно. Для работ нужны лишь трубы из асбестоцемента, бетонный раствор и стальная либо стеклопластиковая арматура.

Устройства выполняется в пять этапов:

1. Земляные работы.

2. Установка асбестоцементных труб и укладка в них арматуры.

3. Заливка бетона.

4. Устройство ростверка.

5. Закрытие цоколя.

Для изготовления буронабивных свай требуются асбестоцементные трубы диаметром 300–400 мм. Они послужат гарантией, что фундамент будет иметь хорошую несущую способность как по вертикали, так и в горизонтальной плоскости. И в отличие от стального варианта асбестоцемент не заржавеет в земле.

Скважины для опор проще всего сделать с помощью ручного бура с бензиновым либо электрическим двигателем. Глубина этих отверстий должна получиться в итоге на 30–40 см ниже точки промерзания грунта.

Свайные столбы располагаются по периметру строения и под несущими стенами внутри с шагом до двух метров. После выбуривания скважин на их дне насыпается песчаная подушка толщиной в 10–15 см. Затем сверху в качестве опоры под сваи заливается бетон еще на 25–30 см. И уже в этот не застывший раствор устанавливаются трубы из асбестоцемента. При этом они должны выступать над землей минимум на 30 см.

Чтобы трубы оставались строго в вертикальном положении, они обсыпаются песком, который повергается в процессе этого утрамбовке. Далее производится армирование опорных столбов. Для этого используется 3-4 прута из стали либо стеклопластика сечением 10–12 мм.

Армирующие стержни необходимо разместить по центру трубы на равном удалении друг от друга. Для упрощения монтажа их еще на земле можно связать поперечинами-распорками из проволоки. По высоте эти вертикальные пруты должны оказаться выше верхнего края трубы, выступая из последней на 15–20 см. После армирования эту несъемную опалубку остается лишь залить бетоном, следя чтобы внутри раствора не образовалось пустот.

Уже через 3–4 дня на получившиеся опоры можно монтировать ростверк из железобетона (с укладкой опалубки, армированием и заливкой бетонной смеси), стального швеллера либо бруса. В итоге между ним и землей должно оказаться просвет в 25–30 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, его при пучении может попросту выдавить вверх и снести вместе с постройкой.

В завершении обустройства, лучше всего уже после возведения стен, опоры и ростверковую конструкцию следует закрыть с боков обшивкой. Здесь прекрасно подойдет профнастил для крыши или фасада либо декоративный кирпич. Только сначала надо уложить все коммуникации. Благо водопровод и канализация в доме на сваях проводятся между опор без дополнительных ухищрений и сверления бетона.

Обустройство ростверка свайного фундамента

Обустроенный свайный фундамент с ростверком значительно долговечней и надежней, кроме того, придает конструкции жесткость. Обустраивается такая часть фундамента как ростверк обычно из сборных железобетонных или деревянных элементов, но кроме того встречается и создание монолитного ростверка, что получается несколько предпочтительней при обустройстве основания собственноручно. Это обусловлено тем, что залить бетоном ростверк намного легче и быстрей, чем обустраивать массивные ж.б. конструкции.

Сам ростверк выполняется таким образом, чтобы между ним и грунтом был зазор, это делается для защиты строения, поскольку грунт при вспучивании может немного поднимать ростверк, что будет деформировать само строение.

Монолитный ростверк для свайного фундамента возводится следующим образом:

• Первым делом поверх свай конструируется опалубка.
• Далее внутри нее максимально прочно закрепляется каркас, выполняется он из арматуры. При этом под нижние прутки предусматриваются бруски, для того чтобы он не прикасался ко дну.
• Для повышения уровня надежности фундамента каркас соединяется сваркой с прутками свай.
• Далее опалубка заливается тяжелым бетоном. Технология такая же как и в случае с ленточным фундаментом.

При этом размеры ростверка должны быть в ширину немного больше предусматриваемых стен, в толщину, или точней говоря в высоту, основание должно быть не менее 30 сантиметров.

Буронабивное основание на сваях

Такая основа подходит для проблемной почвы с небольшой глубиной залегания вод под землёй.

Фундамент подобного типа следует использовать для сложных почв с маленькой глубиной залегания подземных вод

В качестве свай можно использовать конструкции промышленного изготовления, которые могут быть двух типов:

• готовые сваи;
• несъёмный каркас, который изготавливается в виде труб из бетона или железа.

Монтируются сваи подобного типа так же, как и обыкновенные: первым делом нужно пробурить скважину, в которую будет помещена свая или несъёмный каркас. В последнем случае заливку каркаса следует выполнять после монтажа арматурных прутьев.

Особенностью буронабивного основания является то, что в случае его возведения есть возможность использовать микросваи с сечением меньше 25 см. Это позволит исключить плавание и перекосы конструкции на неустойчивой почве.

Чтобы создать более мощное основание, нужно использовать технологию ТИСЭ.

Схема сваи с расширением по технологии ТИСЭ

Такие конструкции подойдут для северных регионов. Столбы монтируются при помощи специального плуга, который позволит сделать расширение внутри ямы. За счёт этого будет увеличена площадь опоры свай. Особенностью технологии является наличие ростверка, который располагается над землёй для уменьшения давления на почву.

Для изготовления конструкции будет необходим садовый бур. Набивные сваи сооружают из бетона или железобетона. Делают это на месте строительства основания. Сечение может быть:

• круглым;
• прямоугольным;
• квадратным.

Внутри может быть полость. Возможно выполнять как напряженное, так и ненапряженное армирование. Выбирать надо исходя из нужной прочности основания. Буронабивные сваи по технологии изготовления ничем не отличаются, однако их чаще всего сооружают в заводских условиях. Это позволяет выполнять контроль качества.

Забивные сваи изготавливаются в виде цилиндрических, трапециевидных или призматических колонн, которую в почву забиваются с использованием крупногабаритной техники.

Этапы строительства свайного фундамента

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

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

Непосредственно сами строительные работы включают следующие этапы:

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

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