Свайный фундамент для коттеджа своими руками: от проекта до результата

Сравнивая технологический процесс создания свайного фундамента с технологическим процессом создания столбчатого фундамента, приходят к выводу, что первый более удовлетворяет требованиям современного строительства, нежели второй. Недостатком второго является более длительная подготовка, что не всегда позволительно с точки зрения выполнения плана по строительству.

Основное назначение и виды свайного фундамента

Свайный фундамент применяется при возведении промышленных и жилых объектов, его можно использовать при постройке многоэтажных зданий даже на слабых грунтах. Такой фундамент позволяет значительно сократить процесс устройства подвальных помещений или полностью исключить данные строительные работы из расходной сметы. Основные причины для возведения свайного фундамента следующие:

  • слабый верхний грунтовой слой. Подобные грунты могут содержать перегной, торфяную примесь, песок, глину. Наличие большого количества воды в почве делает ее плывуном. Такие природные условия создают необходимость переноса нагрузки сооружения на более плотные и глубинные грунты;

Применение свайного фундамента

Традиционно такие конструкции использовались в сложных условиях строительства. В первую очередь, к таким условиям относятся чрезмерно влажные, подвижные и неустойчивые грунты, возможность затопления дома, вечная мерзлота и другие факторы.

Классические виды фундамента (ленточный, плитный и другие) базируются на верхних слоях почвы, передавая на них нагрузку от здания. Поскольку верхний слой грунта может быть непрочным, такие основания дома не обеспечивают надежность и безопасность использования жилища.

Сваи забиваются или вкручиваются в землю на большую глубину. Благодаря этому, появляется возможность передать вес строения на крепкие, глубоко залегающие слои почвы. Это позволяет возводить здания не только на сложных грунтах, но и в условиях возможного затопления: подъем воды в находящемся рядом водоеме не размоет фундамент и не нанесет ущерба постройке.

Также свайный фундамент используется тогда, когда нельзя произвести выемку грунта. Подобная ситуация может сложиться при возведении здания в непосредственной близости от других строений, либо в месте, где нельзя нарушать созданный ландшафтный дизайн.

 

Размещение винтовых свай в плане

Целостность дома помогут сохранить правильно расставленные опоры. С их помощью нагрузка равномерно будет распределяться под площадью застройки, в связи с чем удастся избежать нежелательных просадок. Дом со сложными контурами в плане требуют особого внимания, особенно углы и места сопряжения стен. Установка под ними винтовых свай является обязательной.

Схемы размещения свай зависят от конструктивных особенностей дома. Существует четыре типа их расположения в плане:

  • одиночное – под вертикальными стойками каркасного дома, в угловых точках, под несущими стенами (равноудалено с шагом не более 3 метров);
  • ленточное – под несущими стенами, но, в отличие от одиночных винтовых свай, с укороченным шагом, доходящим нередко до 0,5м. Расположение опор в виде ленты позволяет фундаменту принимать и распределять более существенные нагрузки;
  • кустовое – под тяжелыми одиночными или групповыми конструкциями, а также под массивным оборудованием. Шаг, в этом случае, значения не имеет, так как винтовые сваи в месте установки могут размещаться слишком близко в хаотичном порядке. Главное условие – они должны присутствовать по всему периметру и площади плитного ростверка небольших размеров, требующегося для монтажа, к примеру, тяжелой несущей колонны каркасного здания;
  • сплошное, называемое свайным полем. Опоры заполняют всю площадь под фундаментной плитой с шагом около одного метра. Такое размещение винтовых свай в плане практикуется при проектировании тяжело нагруженных объектов или при строительстве на грунтах со слишком слабой несущей способностью.
Читайте также:  Типы фундаментов: столбчатый, ленточный, свайный фундамент

Для частных домов и небольших строений используются, как правило, первые два типа расположения винтовых свай.

Расчёт будущего основания

Если вы собираетесь строить дом на свайном основании, особое внимание придется уделить изучению почвы на участке. Не забывайте и о том, что только качественные материалы и соблюдение технологий проектирования и строительства способны обеспечить надежность и долговечность сооружения.

Расчёт винтового свайного фундамента производится на основании следующих факторов:

  • климатических особенностей района строительства;
  • типа подстилающего грунта;
  • конструктивных особенностей здания;
  • проектных нагрузок на фундамент;
  • глубины погружения свай.

Проектирование винтовой свайной основы выполняется в 3 этапа:

  1. Определение общей нагрузки:
  • расчёт веса сооружения, включая внутренние перегородки и перекрытия, мебель, сантехнику и элементы интерьера, материалы кровли и отделку фасада;
  • расчёт полезной нагрузки, которая создается в процессе эксплуатации сооружения (согласно п. СНиП * «Нагрузки и воздействия»составляет 150 кг/ для частных домов);
  • определение снеговой и ветровой нагрузки;
  • расчёт нагрузки от эксплуатационных факторов (сумма предыдущих показателей).
  1. Оценка несущей способности грунта:
  • на основе результатов геологических изысканий (п. СНиП «Свайные фундаменты»);
  • в соответствии с минимальной расчетной нагрузкой на отдельную сваю в зависимости от материала и типоразмера используемых элементов.
  1. Расчёт количества свай

Для того чтобы установить необходимое число свай и определить точки их размещения, понадобится генеральный план участка в масштабе 1:500. На нем нужно нарисовать контуры здания с продольными и поперечными осями, а также схему расположения инженерных коммуникаций. После этого можно приступать к расчету свайного поля.

Как работает винтовая свая?

Разберем типичный для средней полосы РФ случай расположения слоев грунта, см. рис. справа:

Работа винтовой сваи в грунте

Сверху – гумус, постепенно переходящий в супесь, общей мощностью 0,15-3 м. В данном случае важно не их плодородие, а то, что грунты это очень слабые, несущая способность менее 2 кг/кв. см, рыхлые и в глубине сильно, а перед зимой и обильно, увлажненные. Слой суглинка с несущей способностью 3-4 кг/кв. см. Его мощность для возможности применения обычных винтовых свай должна быть не менее 0,7-1,2 м, а сам он в пределах строительной площадки сплошным. Рыхлый, сильно, вплоть до плывунов, обводненный аллювий большой мощности; несущая способность не более 2-3 кг/кв. м.

В черноземной полосе гумус на супеси может достигать мощности более 5 м, с одной стороны. С другой, там местами прямо на поверхность могут выходить т. наз. ергени – песчано-глинистые отложения Ергень-реки времен последнего оледенения, по которой воды тающего ледникового щита Фенноскандии стекали в древнее Сарматское море, объединявшее Черное, Азов, Каспий и Арал. Свое название в геологии она получила от моренной гряды Ергень, в которой впервые были обнаружены эти характерные отложения. Между прочим, по геологическим данным, эта «речка» достигала 200 км ширины русла, а ее пойма – 600 км.

Читайте также:  Гидроизоляция подвала и погреба своими руками — что надо знать

Несущая способность ергеней уже на глубине 0,5 м достигает 5-6 кг/кв. м, а при вворачивании сваи конус уплотнения нарастает чрезвычайно быстро. Если свая ушла в ергень до заклинивания глубже, чем на 2,5 м, отлично, фундамент будет очень прочным. Если менее чем на 2 м – здесь на сваях строить нельзя. Но вернемся к обычным грунтам.

Примечание: сходными с ергенями свойствами обладают аллювиальные наносы предгорий и приморских равнин.

Верхний слой гумуса с супесью, подверженный промерзанию – пучинистый. Вода при замерзании расширяется равномерно во все стороны, поэтому зимой пучинистый грунт крепко обхватит сваю со всех сторон и с огромной силой потянет вверх. А весной, оттаяв, отойдет в стороны и даст ей возможность свободно проседать и наклоняться. В наших краях, увы, почти вся нагрузка на винтовую сваю передается ее пятой ниже, а с боков ее вес почти ничто не держит. Выжимания воды и спрессовывания грунта вокруг сваи в конгломерат, как при забивании забивной, при заворачивании винтовой не происходит.

Супесь ниже глубины промерзания почти не сопротивляется вырыву сваи. Если слой суглинка, который только и воспринимает нагрузку, меньше минимальной его толщины 0,7-1,2 м, то остается всего 2 выхода:

Загнать сваю в суглинок только на 1 виток винта, причем конец сваи не должен протыкать несущий слой более чем наполовину, иначе его вокруг сваи размоет почвенной водой. Еще одно условие – до несущего пласта должно быть не менее 2,5 м от низшей точки стройплощадки, иначе у фундамента не окажется должной поперечной устойчивости. Взять очень длинную, не короче 5 м, сваю специальной конструкции для пучинистых и плывущих грунтов, см. далее. Эти же сваи пригодны для верхнего слоя свыше мощностью 3 м, напр. на черноземах. Но заворачивать их можно только тяжелой спецтехникой. Мало того, что свая длинная, да еще земля вязкая и липкая.

Примечание: в первом случае на сваю длиной менее 4 м свободно надевается противовырывной кожух из металлической трубы, как показано на рис. Пример технического парадокса – чтобы свая крепче сидела в земле, ее нужно от земли отгородить.

Какой должна быть длина сваи?

    Сваи должны иметь достаточную длину для прохождения глубины промерзания обычного грунта (0,5 метра).Слабые грунта промерзают на глубину 1,5 метра. Более плотные слои, обычно залегают глубже вышеупомянутой глубины.

2. Устройство опалубки сваи

Если почва сыпучая, делаем из нескольких слоев рубероида трубу, не превышающий по диаметру скважины, но по длине больше на 20-30 см.

Читайте также:  Как сделать отмостку из бетона вокруг дома?

В результате должна получиться своего рода опалубка, которую нужно опустить в скважину. Вместо рубероида зачастую используют в качестве опалубки асбестоцементную опалубки не обойтись, так как, заливая бетон, цементное молочко обязательно просочиться в грунт, а это повлияет на прочность сваи. Теперь понятно, как сделать свайный фундамент на асбестовых трубах и не потерять прочность его :если плотность грунта достаточно высокая, можно не использовать опалубку по всей длине сваи, а лишь поставить её в оголовке сваи.3. Армирование сваиНа этом этапе не помешает посмотреть видео, как сделать свайный фундамент для частного дома своими силами.

Какой должна быть длина сваи?

Некоторые недобросовестные строители делают фундамент из свай без арматурного каркаса. Таким образом, прочность и надежность конструкции изначально на сваю будет идти рабочая нагрузка не только на сжимание, но и растяжение. Тянуть её будет в зимнее время года, когда промерзнет грунт.

Также с этим физическим процессом они могут столкнуться при армокаркас подразумевает под собой несколько арматурных стержня диаметром 6-8 мм. Металлические стержни скрепляются между собой с помощью хомутов ил поперечин с шагом по высоте 500-600 необходимо сделать таким, чтобы он не цеплялся за опалубку при опускании на всю длину скважины. От уровня земли он должен возвышаться на высоту ростверка, минус 2-3 см с учетом защитного слоя.

Подробнее о том, как правильно сделать свайный фундамент с ростверком, написано каркас должен располагаться не плотно к поверхности опалубки, а иметь зазор порядка 3-5 см.4. Бетонирование сваиУкладывать бетон в скважину нужно слоями по 40-50 см. При этом понадобиться с помощью штыкования или вибратора уплотнять бетон. Послойное бетонирование применяется для того, чтобы не получился цельный монолит («холодный шов»), который в результате ослабит прочность конструкции сваи.В бетоне рекомендуется использовать кварцевый песок и щебень с фракцией не более 20 мм.

Видео — Плюсы и минусы свайного фундамента

Видео — Подробная инструкция установки винтового фундамента

Видео: Монтаж свайно винтового фундамента

После того, как все сваи установлены на свои места, их верхние срезы выравниваются по нивелиру, а выступающие части просто срезаются «болгаркой».

Затем в полости труб заливается жидкий бетон, что повышает прочность несущего основания и обеспечивает дополнительную антикоррозийную защиту металла.

В верхней части каждой из самодельных опор привариваются металлические пластины прямоугольной формы, используемые в последствии для связки с ростверком.

При вворачивании очередной опоры следует постоянно контролировать линию вертикальности её положения.

Видео: Самодельные винтовые сваи

На вворачиваемую в землю часть заострённых с одного конца трубных заготовок навариваются самодельные лопасти из металлических пластин требуемого размера и формы.

Для упрощения работы с самодельной сваей в её верхней части в стенках высверливаются два отверстия, в которых при вворачивании помещается специальный рычаг в виде мощной штанги. Эта часть винтовой опоры перед обустройством ленточного ростверка срезается посредством обычной «болгарки».

Порядок монтажа готовых металлических опор выглядит следующим образом:

Перед вворачиванием остриё сваи помещается в заранее подготовленную лунку, после чего с помощью специального рычага её винтовая часть вворачивается в грунт.

Источники

  • -fundament/
  • -za-fasadami/
  • -fundament-dlja-chastnogo-doma-obustraivaem-svoimi-rukami/
  • -fundament/
  • -fundament
  • -lentochnyj
  • -fundamentov/svajnyj-fundament/ponyatie
  • -fundament-5e58b48027d959242da82480
  • -f/
  • -vintovoj-fundament-svoimi-rukami-posagovaa-instrukcia

228