Что учесть при составлении чертежа свайного фундамента?
Очень часто составление чертежей свайных фундаментов поручают профессионалам в строительных фирмах. Однако это достаточно дорого и такие затраты не всегда оправданны. Если вы хорошо разбирались в школе в геометрии и черчении, вам вполне под силу сделать чертеж для небольшого дома самостоятельно. Для этого необходимо выполнить следующие операции:
Для того чтобы чертеж можно было без проблем перенести на местность и правильно выполнить разметку, необходимо максимально точно соблюдать правила масштабирования. Если какую-то часть фундамента вы хотите вынести отдельно в виде укрупненного рисунка, ее масштаб следует указать отдельно. Стандартные пропорции для масштабирования чертежей основания строений – это 1:400, 1:300, 1:200 и 1:100. Очень хорошо сделать на чертеже координатную сетку: это гарантирует сохранение правильных расстояний между элементами фундамента. Такую же роль может сыграть и разметка по осям. Крайние и разбивочные оси рекомендуется нанести не только на общую схему, но и вынести их отдельно для начертания дополнительных элементов (опорных колонн и т.д.). Между этими видами осей обязательно должно быть указано точное расстояние.
Чертеж фундамента на сваях нельзя брать «с потолка»: для его составления понадобятся дополнительные расчеты. При их проведении учитывают множество факторов, основные среди которых тип почвы на земельном участке (ее плотность, глубина протекания подземных вод и т.п.), общий вес здания, которое планируется возвести, и степень постепенного возрастания нагрузки на основание в процессе использования. На основании полученных сведений проектировщик принимает решение о том, какие материалы для изготовления основания окажутся лучше всего (тип бетона, материалы для гидроизоляции, вид металлической арматуры для обвязки в зависимости от качества стали и т.д.)
Также необходимо определиться с геометрическими характеристиками опоры (диаметром свайных изделий и толщиной их стенок, заглубленностью основания, при монтаже свайного фундамента ленточного вида – формой и диаметром сечения, а также шириной опорных конструкций строения и т.д.).
Очень важно делать чертеж по расчетам, учитывающим определенный запас прочности, поскольку непредвиденные нагрузки на свайный фундамент угадать сложно.
Инженеры за расчетами.
На чертеже свайно-винтового основания обязательно наносятся сечения его конструкционных элементов, где указываются все геометрические размеры опор, размеры уступов и отмостки, а также место их расположения. Неплохо будет привести и такие параметры, как толщина теплоизоляционного или гидроизоляционного слоя.
К чертежу фундамента на сваях обязательно прилагают:
- таблицу предельно допустимых нагрузок;
- сведения о спецификации всех деталей, устанавливаемых ниже нулевого уровня (металлоконструкции, изделия из железобетона или бетона);
- план установки и развертку;
- примечания относительно конструктивных особенностей фундамента, монтажа гидро- и теплоизоляции и т.д.
Пример полного набора чертежей свайного фундамента, построенных в программе.
План свайно-винтового фундамента позволяет сделать точную разметку поля свай с тщательной привязкой к координатным осям. Положение каждого свайного изделия на плане определяется следующими принципами:
- Сваи обязательно размещают по периметру строения, исключительно под его наружными стенами.
- Под внутренними несущими стенами монтируют дополнительные опорные элементы, причем расстояние между ними во всех направлениях должно составлять более 3 м.
Общие вопросы
Свайный фундамент рекомендуется возводить в сложных грунтовых условиях, например – при значительной глубине промерзания и высоком уровне грунтовых вод. Подземная конструкция состоит непосредственно из свай и ростверка, объединяющего оголовки группы свай и служащего для равномерного распределения нагрузок, поступающих от наземной части дома.
Сваи группируются по нескольким категориям:
- способу заглубления – на забивные, буровые, винтовые, набивные, вибропогружные;
- материалу – на железобетонные, металлические, деревянные, бетонные;
- взаимодействию с близлежащим грунтом – на стоячие либо висячие.
Забивные столбы, в свою очередь, подразделяются по форме сечения, конструктивным особенностям, варианту армирования и типу нижнего оконечника, а набивные либо буровые – по способу обустройства. Сваи-стойки передают вертикальные усилия, опираясь на малосжимаемый пласт грунта или скальные породы, а висячие конструкции взаимодействуют с почвенными слоями посредством боковин, не имея в нижней части прочного основания. Различия свайных фундаментов, кроме этого, состоят в длине несущих конструкций, используемых марках бетона, классов стали или видов хвойных пород.
Проект подземной части здания определяет тип и вид свайного фундамента, отталкиваясь из конкретного расположения стройплощадки. Он выполняется на основании:
- инженерных изысканий – геодезических, а также гидрометеорологических и геологических;
- расчетных нагрузок, зависящих от особенностей и предназначения наземной части строения;
- технико-экономических сопоставлений предполагаемых решений, исходящих из обоснованного сочетания экономного потребления стройматериалов с максимально разумным использованием прочностных показателей грунтов.
Проектирование свайного фундамента, при отсутствии в техзадании результатов геологоразведки и прогноза вероятных изменений грунтовых условий в период строительства, не допускается.
В документации по изысканиям приводятся:
- исследования грунта на стройплощадке и в лаборатории;
- выводы по испытаниям свай (по требованию проектировщиков);
- чертежи геологических срезов с указанием механико-физических показателей грунтовых слоев, а также подтвержденного и предполагаемого уровня подземных вод.
Геологические изыскания
Не только расчет фундамента важен для возведения устойчивого каркасного дома, важны характеристики грунта и геологические особенности. Специалисты, проектирующие сооружения, проводят сложные геологические изыскания – бурение и изучение материала в лаборатории.
Если каркасное здание будет возводиться самостоятельно, то часто достаточно визуального исследования. С этой целью проводится бурение на глубину ниже подошвы фундамента примерно на 50-100 см. Это поможет определить тип почвы и исключить наличие водонасыщенных слоев. Рекомендуется такую проверку делать в нескольких местах, поскольку неустойчивый грунт может находиться рядом, в пределах постройки.
Как рассчитать количество ленты?
При строительстве шлакоблочных и кирпичных домов ширину ленты выбирают в диапазоне от 40 до 60 см. При этом высота ростверка не должна быть меньше 45 см с учетом того, что 10 см отведено на погружение сваи в ленту.
Инженерные вычисления для определения параметров ростверка основаны на расчете устойчивости конструкции к различным деформациям, возникающим в процессе монтажа и эксплуатации. Таким образом, расчет ростверка согласно принципам, описанным в СНиП, – трудоемкая и кропотливая работа, которую стоит доверить профессионалам.
Для частного домостроения можно воспользоваться упрощенной формулой:
- B – минимально возможная ширина ростверка (принимается на 20 см больше толщины опор и при этом не должна быть меньше ширины несущих стен);
- М – суммарные нагрузки проектного сооружения (без веса фундамента);
- L – периметр ростверка;
- R– допустимая нагрузка на грунт у поверхности.
От каких факторов зависит шаг?
Минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопасти.
Максимум ограничивается несущей способностью опор и жесткостью ростверка, испытывающего нагрузку от веса дома.
Каждый пролет между опорами можно рассматривать как балку, жестко закрепленную с двух концов.
Тогда величину нагрузки необходимо рассчитать таким образом, чтобы балка не была деформирована или разрушена, а прогиб в центральной точке не превышал допустимых значений.
На практике обычно поступают проще — на основании многочисленных расчетов и эксплуатационных наблюдений выведено максимальное расстояние между соседними сваями, равное 3 (иногда — 3,5) м.
Эту величину считают критической, если по несущей способности опор получаются пролеты больше 3 м, то добавляют 1 или несколько свай для уменьшения шага.
Виды размещения опор в ростверке сваи
Свайное поле
В зависимости от геометрической формы ростверка и проектной нагрузки от элементов конструкции сооружения, составляется исполнительная схема, согласно которой сваи могут быть размещены следующими способами:
- В форме свайного куста, то есть объединения нескольких компактно размещенных свай в единую конструкцию. При этом отношение сторон ростверка не должно превышать 1:5. Такой способ размещения используется под стойки, колонны, а также некоторые виды конструкций значительной высоты (к примеру, дымовых труб).
- Свайной полосой – под вытянутые основания значительной протяженности, например, набережных.
- В свайном поле, отличающемся от куста тем, что его устройство предусматривает объединение большего числа свай, к примеру, при строительстве дома на цельном ростверке.
Свайное поле — что это и зачем нужно
Свайное поле – это основа свайного фундамента любого типа (винтовой, железобетонный, набивной). При возведении основания необходимо строго следовать прилагаемым схемам, так как правильная закладка свайного поля обеспечивает надежность всей конструкции и ее долговечность.
Обобщенно говоря: в точки на участке застройки монтируют специально подготовленные сваи, которые впоследствии обвязывают ростверками. Полученное основание и является свайным фундаментом. Ростверк является обязательным элементом для свайного фундамента. Он выполняет связующую функцию между всеми опорами и гарантирует равномерное распределение нагрузки между сваями. Создаваемая монолитная конструкция имеет отличные эксплуатационные характеристики для любого типа сооружений.
План свайного поля
Свайное поле передает нагрузку здания на грунт. Глубина заложения свай устанавливается в проекте и зависит от множества факторов:
- Тип и характеристики грунтов.
- Глубины грунтовых вод.
- Общего веса сооружения и мн. др.
Таким образом, строители выходят на плотный грунт и сваи передают напряжение на них. Возведение здания или сооружения допустимо только после правильной закладки свай, обвязки их ростверком и выжидания установленного периода застывания и трамбовки.
Основные принципы расчета количества свай
Схема расчета количества свай.
Для расчета количества свай необходимо руководствоваться следующими принципами:
- при возведении легких заборов не превышайте расстояние между сваями в 3-3,5 м.;
- для заборов из профлиста и деревянных конструкций расстояние не должно превышать 3 м, а при наличии нагрузки ветром – не более 2,5 м;
- для деревянных домов – не больше 3 м;
- для домов из газобетона, пенобетона, шлакоблоков и пеноблоков установлено расстояние не более 2 м.
Для определения точного количества свайных основ возьмите план первого этажа, обозначьте винтовые сваи в каждом углу фундамента, на стыках внешних стен и внутренних несущих перегородок. Расположите по каждой внешней и внутренней стене необходимое число свай, учитывая расстояние в зависимости от материалов. Остальное пространство заполните винтовыми сваями на расстоянии 2-3 м. Если проект предполагает возведение печи, необходимо учитывать, что она требует минимум 2 свай, также обозначьте винтовые сваи под внешние углы террас, балконов, пристроек.
Отделка цоколя
Наружная часть фундамента выступающая над уровнем почвы — это цоколь. Для завершения устройства фундамента стоит упомянуть об отделке цоколя:
- теплоизоляция, позволит сохранить тепло в подвале даже в самую суровую зиму, для этого применяется минеральная вата или жёсткие плиты полистирола;
- гидроизоляция, особенно важна в низких местах с повышенной влажностью, болотистой почвой и риском подтопления, проще всего использовать обмазочную гидроизоляцию;
- декоративная отделка, штукатурка из керамзитобетона или заделка декоративными панелями;
- обязательный отлив на цоколе не позволит воде подтекать под фундамент.
Правильно подобранный вариант отделки цоколя сможет придать дому уникальный колорит. Обеспечить долгую эксплуатацию здания. Один из простых и эффективных видов отделки это глиняная штукатурка, на которой с помощью трафарета можно создать имитацию каменной кладки. При невысоких денежных и трудовых затратах оштукатуренный цоколь получается оригинальный и запоминающийся.
Преимущества и недостатки свайно-плитных фундаментов
Основное преимущество технологии СПФ — возможность устанавливать самые надежные и прочные фундаменты для сооружений в сейсмоопасных зонах, для конструкций, боящихся вибрационных нагрузок. Это также наилучший вариант так называемого «отложенного решения» — когда грунты, уровень залегания подземных вод и другие характеристики недостаточно изучены. Благодаря специальной технологии не требуется значительного забора грунта, а по окончании работ остается минимальное количество мусора и отходов.
Типичный свайно-плитный фундамент.
К недостаткам следует отнести стоимость и трудоемкость. По сравнению со свайно-винтовым решением в малоэтажном строительстве такой вариант проигрывает в цене и легкости монтажа. Для установки плиты понадобится использование специальной техники. Необходимо привлечение специалистов к работе или наличие собственных значительных навыков в выполнении подобной работы.
Расчет сваи
На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:
- шаг свай;
- длина сваи до края ростверка;
- сечение.
Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.
Расположение арматуры
Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.
Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле: P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:
- P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
- R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
- S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
- u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
- fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
- li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
- 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.
Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.
При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.
Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.
Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.
Сортамент стальной арматуры
Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).
Чем на самом деле являются сваи? Подбор и монтаж
Сваями, как конструкционными элементами, пользуются для передачи нагрузки на грунт. Нагрузка передаётся через нижний конец (вертикально) или трением, через боковую поверхность (горизонтально), а также их комбинацией.
Самые популярные виды свай, используемых в строительстве
В строительстве применяется множество видов свай, которые различаются геометрией, материалами и технологией исполнения.
- Сваи готовые – заранее подготовленное изделие из железобетона, металла, пластика, дерева. Вводятся в грунт с помощью различных методов (забивки, вибрации, вдавливания, завинчивания или их комбинации).
- Сваи, выполненные в грунте – обычно железобетонные или бетонные. Выполняются в скважине, пробуренной с помощью обсадной трубы, полого шнека. В скважину подаётся бетонная смесь, которая, затвердев, образует тело сваи.
Проектирование свайного поля
Любым проектировочным работам по расчету свайного поля предшествует проведение геодезического исследования грунтов на строительной площадке. В процессе исследований определяются следующие данные:
- Сила сопротивления (грузонесущая способность) грунта;
- Плотность почвы;
- Насыщенность влагой;
- Глубина промерзания;
- Напластование разных видов почвы в пределах строительного участка.
Рис: Геодезические изыскания при проектировании свайного фундамента
Важно: необходимость в геодезии участка обуславливается тем, что фактическую несущую способность конкретной сваи невозможно рассчитать исключительно по материалу ее изготовления, поскольку сила сопротивления почвы, в большинстве случаев, будет меньшей, час грузонесущая характеристика сваи. Поэтому, свойства свай всегда рассчитываются на основании характеристик почвы, в которую они будут погружаться
Процессы монтажа типов оснований
Сооружение ленточного основания
Монтаж фундамента в виде железобетонной ленты выполняют в несколько этапов. Сначала очищают площадку от мусора и проводят разметку с помощью колышков и шнура, фиксируя расположение главных осей основания.
Ленточное основание достаточно просто сделать своими руками от опалубки до заливки бетонного раствора
Затем роют траншею своими руками или с привлечением специальной техники и выполняют следующие работы:
- подчищают и уплотняют дно котлована;
- сооружают подушку из песка или крупного гравия, которую для лучшего прилегания проливают водой и трамбуют;
- укладывают гидроизоляцию, препятствующую обезвоживанию бетона при высыхании;
- из досок или других подручных материалов изготавливают опалубку и устанавливают ее по периметру, очищая от стружек и мусора;
- проверяют вертикальность стен опалубки с помощью уровня.
Для жесткости элементы опалубки, сделанной своими руками, фиксируют распорками. Можно также использовать для заливки бетона и готовые конструкции. Затем устанавливают каркасы из арматуры и заполняют опалубку бетонной смесью, оставляя отверстия для коммуникаций дома. Чтобы исключить пустоты в основании, бетон заливают слоями 15-20 см, уплотняя каждый с помощью деревянной трамбовки.
Спустя 7-10 дней, когда фундамент набирает до 70% от планируемой прочности, опалубку снимают и проводят гидроизоляцию.
Рекомендуем посмотреть видео о том, произвести заливку ленты основания своими руками.
Монтаж столбчатого фундамента
При сооружении столбчатого основания своими руками на подготовленной площадке срезают грунт на глубину от 10 до 30 см, выравнивая бугры и подсыпая грунт в образовавшиеся ямы. Для контроля горизонтальности поверхности используют строительный уровень. Затем выполняют следующие операции:
- размечают расположение столбов, которые должны находиться в местах пересечения стен;
- по наметке роют ямы и устанавливают в них опалубку;
- закладывают вертикальную арматуру таким образом, чтобы она выступала над столбами на 10-15 см;
- заливают в опалубку бетон, уплотняя каждый слой.
Посмотрите видео, подробно показывающее процесс монтажа столбчатого основания.
После набора прочности столбы соединяют обвязкой. В качестве опор для дома можно также использовать конструкции из кирпича или природного камня высокой прочности. Для небольших построек в виде бань, сараев и летних дачных домиков лучше выбрать столбы из дерева, обработав их перед установкой антисептиками.
Возведение монолитного основания
Далее выполняют следующее:
- уплотняют дно траншеи;
- делают подушку из песка и трамбуют ее, исключая пустоты;
- заливают котлован тонким слоем бетона;
- укладывают гидроизоляцию и арматуру;
- заливают бетон таким образом, чтобы концы арматуры выступали над монолитной плитой.
Чтобы фундамент дома равномерно набирал прочность, его лучше проливать водой при сухой погоде и укрывать во время дождя.
Установка свайного фундамента
Перед монтажом основания на сваях нужно определиться с видом опор. Для сооружения жилых домов на участках со сложным рельефом лучше использовать винтовые сваи, диаметр которых подбирают с учетом предполагаемой нагрузки. В качестве оснований для небольших хозяйственных построек или ограждающих конструкций можно выбрать опоры из дерева.
Посмотрите видео о том, как производится монтаж свайного основания своими руками.
Как построить фундамент на винтовых сваях? Сначала намечают расположение опор и забивают колышки. Затем выполняют следующее:
- делают по наметке небольшие углубления;
- устанавливают винтовые опоры, закручивая их с помощью специальных приспособлений или отрезков трубы, используя их в качестве рычагов;
- проверяют совпадение надземных частей свай и выравнивают их, срезая лишнее болгаркой.
Арматура
Расчет армирования ростверка – не менее важный этап строительства. Стальной каркас помогает фундаменту справиться с нагрузками, повышает его упругость, увеличивает период «жизни» основания здания.
Расчет необходимого количества арматуры для ростверка с нашим онлайн-калькулятором очень прост.
Перед этим нужно определить схему каркаса. И после этого занести показатели в соответствующие поля для дальнейшего расчета. Это:
- Количество поясов. Как правило, планируется два продольных: верхний и нижний.
- Количество рядов в каждом поясе. Это количество продольных стержней в конструкции каждого пояса. Учитываются и дополнительные (промежуточные) пояса, если таковые предусмотрены схемой армирования.
- Шаг поперечных и вертикальных стержней. Для создания прочного каркаса применяются вертикальные и поперечные перемычки (стержни). Они усиливают жесткость конструкции и формируют прямоугольное сечение ленты. Шаг — расстояние между соседними поперечными и вертикальными перемычками.
После внесения всех данных Вы получите исчисления, в которых будут указаны длины необходимой арматуры: продольной, поперечной, вертикальной и общей.
Монтаж армопояса для ростверкаФото из открытых источников
Перепад между высотами участка
Как говорилось ранее, чтобы не ошибиться со сваями и правильно рассчитать их длину, необходимо определить разницу высоты разных точек участка. Если вы убедились в том, что такой перепад существует и, согласно плотности почвы, подходят сваи длиной 2,5 м, то их необходимо монтировать в самом верхнем ряду.
Те опоры, которые будут фиксироваться в низинах, должны быть длиннее на разницу высоты между точками их установки. Разницу вычисляют при помощи водяного уровня или нивелира с применением отвеса и рулетки. При существенном перепаде высот (более 0,5 м) рекомендуется прибавить 50 см к полученной длине свай для фундамента, так как в самых низких местах может не доставать до 20 см их высоты.
Заключение
Большинство пользователей не производит расчет фундамента, так как это слишком сложная и ответственная задача.
Чаще всего для этого привлекают опытных специалистов.
Как минимум, используются онлайн-калькуляторы, позволяющие получить нужные данные быстро и совершенно бесплатно.
Кроме того, такие ресурсы позволяют найти необходимое количество всех материалов и нередко даже рассчитывают их стоимость для монтажа.
Следует учитывать, что всецело полагаться на качество подсчета при помощи неизвестного алгоритма опасно, надо хотя бы продублировать расчет на другом, подобном ресурсе.
В целом, самостоятельный расчет можно производить только для вспомогательных или хозяйственных построек, чтобы не слишком рисковать своим имуществом, здоровьем и жизнью людей.
