Свайный фундамент для дома — как сделать свайно-ленточный фундамент пошаговая инструкция

Что нужно знать о винтовых сваях

Сваи бывают не только стальными винтовыми, но и бетонными. В некоторых случаях, особенно при строительстве крупных и тяжёлых сооружений, предпочтение отдают последним, как более надёжным и долговечным. Но перед тем как сделать свайный фундамент своими руками из бетона, следует провести геологические изыскания и инженерные расчёты, чтобы убедиться в верности принятого решения.

Однако такие затратные мероприятия обычно проводят при строительстве дома из кирпича, бетонных блоков и других массивных материалов. Более лёгкие деревянные, щитовые и каркасные постройки можно ставить на основание из винтовых свай на любых грунтах, кроме скальных.

Но если речь идёт о капитальном строении, расчёт параметров свай все же необходим. Пренебречь им можно только при возведении второстепенных конструкций – беседок, сараев, бань, ограждений. И только для таких конструкций можно использовать самодельные винтовые опоры.

Металлический забор на винтовых сваяхИсточник spravka-region.ru

Составные части сваи

Внешне винтовая свая напоминает садовый бур и состоит из следующих частей:

• ствол из стальной трубы;
• острый наконечник в форме конуса;
• лопасть (винт);
• оголовок.

Основное отличие от бура заключается в перпендикулярном расположении лопасти относительно ствола, что позволяет ей входить в грунт, не взрыхляя его и не нарушая плотность.

Второе отличие – оголовок в верхней части конструкции, предназначенный для обвязки всех установленных элементов и устройства ростверка, так как сделать свайный фундамент без таких опорных площадок невозможно.

В заводских условиях сваи изготавливают либо методом литья, либо сварным способом, используя профессиональное оборудование. Они могут быть разной длины, отличаться диаметром лопасти, диаметром и толщиной ствола. Эти параметры подбираются в зависимости от расчётной нагрузки на основание и глубины залегания плотных слоёв грунта.

Кроме того, на производстве на все изделия наносят слой антикоррозионного покрытия, препятствующего разрушению металла, находящегося в постоянном контакте с влажной средой.

Свая заводского изготовленияИсточник www.balticdom.ru

Отличия конструкций кустарного производства от заводских

Изготовление фундаментных свай регламентируется нормативными документами. В частности, ГОСТ 8732 определяет качество металла для ствола, а ГОСТ 9.307-89 качество цинкового покрытия. В них прописаны марка и толщина стали, её химический состав и другие характеристики. Решая, как изготовить сваи винтовые своими руками, эти документы желательно изучить, чтобы получить на выходе качественные изделия.

Не имея возможности для самостоятельного изготовления, но желая сэкономить на опорах, некоторые застройщики покупают их у «кустарей» – мастеров, производящих металлические конструкции в условиях, далёких от заводских. Разумеется, никаких гарантий они не дают, и убедиться в качестве такой продукции до начала строительства невозможно.

В частности, как самоделки, так и изделия кустарного производства могут не обладать необходимой прочностью, лопасти могут деформироваться или отрываться при вкручивании в плотный грунт, а отсутствие качественной противокоррозионной обработки может привести к разрушению металла и ослаблению фундамента.

Разрушение всего одной опоры приведёт к ослаблению и перекосу фундаментаИсточник тверьстрой.рф

Тем не менее, вопрос, как сделать самому винтовые сваи своими руками, для многих остаётся актуальным из-за высокой стоимости сертифицированных изделий. Специалисты допускают применение самодельных опор, но лишь при возведении лёгких построек, надёжность и долговечность которых не имеют решающего значения. Фундамент для жилых домов, капитальных надворных построек, кирпичных и каменных ограждений должен возводиться из заводских свай, произведённых в соответствии с нормативными требованиями.

Устройство буронабивного фундамента

Этот тип основания применяется не только в промышленном, но и частном строительстве. Возведение фундамента на буронабивных сваях требует спецтехники, но это быстрее и дешевле, чем заливка популярного ленточного основания. Важная особенность буронабивного фундамента – возможность его самостоятельного устройства с применением ручных или мотобуров.

Перед началом работ необходимо приготовить инструмент и материалы:

• рулетка, моток шнура, набор колышков и молоток для разметки;
• бур для скважин – ручной, с электрическим приводом или на ДВС;
• опалубка из рубероида, пластика, железобетона или асбестоцемента, чтобы их можно было оставить в скважине, для промышленного строительства понадобятся съемные обсадные трубы;
• арматура для опор и ростверка;
• инструмент для приготовления бетонного раствора, цемент, щебень, песок.

Необходимые расчеты

Чтобы правильно провести расчет количества буронабивных свай необходимо определить общую массу здания (вес стенок, плит перекрытий, коммуникаций, мебели и т.д.). Учитывая, что сваи изготавливаются из бетона М300, со стандартным армированием, несущую способность одной буронабивной сваи можно найти по таблице:

Диаметр сваи, мм	Площадь опоры, см²	Несущая способность, кг	Объем бетона, м³	Количество вертикальных прутков арматуры, шт	Расход арматуры, пог. м
150	177	1062	0,0354	3	7
200	314	1884	0,0628	4	9
250	491	2946	0,0982	4	10
300	707	4242	0,1414	6	14
400	1256	7536	0,2512	8	18

При помощи портативных буров можно подготовить скважины диаметром до 200 мм, поэтому они чаще всего применяются в частном строительстве.

Чтобы рассчитать заглубление опоры, необходимо узнать глубину промерзания грунта в местности и прибавить 20 сантиметров. Например, если промерзание достигает 1,3 м, то буронабивные сваи погружаются на глубину 1,5 м. На пучинистых, сыпучих, болотистых и подвижных грунтах потребуются дополнительные исследования, а при заглублении нужно будет добираться до пластов с твердой породой.

Для расчета количества свай потребуется массу здания поделить на несущую способность одной опоры, а полученный результат умножить на коэффициент погрешности 1,2. Он учитывает возможные неточности при определении массы ростверка, мебели, снеговой нагрузки.

Подготовка и разметка

Планировка фундамента начинается со схемы свайного поля, на которой указываются расстановка буронабивных опор. Для этого на углах участка, чтобы убедиться, что он прямоугольный, нужно замерить диагонали, они должны быть равными.

Первые четыре буронабивные сваи устанавливаются по углам, остальные должны быть равномерно распределены под несущими стенками. В местах, где будут делаться скважины, забиваются колышки.

Расстояние между буронабивными сваями с ростверком по технологии не должно превышать 2 м, но не менее 3 свайных диаметров, чтобы не нарушить структуру грунта.

Монтаж

После подготовительных этапов можно приступать к монтажу буронабивных свай своими руками. Ручным, механическим или электрическим буром проделываем скважины на заданную глубину, согласно разметке.

В скважины опускается заранее изготовленные арматурные каркасы, устанавливаются обсадные трубы. Они могут быть из металла, пластика, рубероида, асбеста, железобетона. В частном строительстве они служат несъемной опалубкой для будущих буронабивных свай. Главное условие – точная вертикальная установка по уровню.

Пространство между обсадными трубами и скважиной заполняется грунтом, которые периодически утрамбовывается. При этом требуется контролировать вертикальность трубы. Высоту свай проверяют гидравлическим или лазерным уровнем, чтобы обвязка была горизонтальной. Если трубы выше, их срезают, арматурный каркас остается как основа для связывания ростверка.

В подготовленную опалубку заливается бетонный раствор марки М300, который уплотняется ручной трамбовкой или вибратором. Залитые буронабивные сваи оставляются до полного схватывания цемента в течение 2-3 недель.

Заливка ростверка

Чтобы достигнуть максимальной прочности буронабивной фундамент соединяется ростверком – железобетонной лентой или рамкой. Он равномерно распределяет давления на все сваи. Устройство ростверка схоже с технологией строительства стандартного ленточного фундамента. Единственное отличие – его нижняя часть находится на весу, не упираясь и не заглубляясь в грунт. Основой ростверка служат оголовки свай, поднятые над землей на проектную высоту.

Ширина ростверка равняется толщине несущих стен, высота – для деревянных, пенобетонных стен равна ширине. Для каменных и кирпичных зданий – на 50% больше ширины. Ростверк заливается в несколько этапов:

Процесс строительства свайно ленточного фундамента

После того как произведены работы по разметке участка и осуществлены все расчеты по количеству бетона, необходимого для закладки фундамента, можно приступать начинать земляные работы, в ходе которых вслед за выборкой грунта заливают монолитную ленту.

Для этого следует выкопать канаву на 30 см в ширину и 60 см в глубину. Проходить она должна ниже места закладки ленты на 10 см. После полного окапывания канавы ее дно трамбуется и засыпается 30-см слоем песка. Затем дно повторно утрамбовывается.

Схема армирования свайно-ленточного фундамента.

На следующем этапе осуществляется бурение отверстий для установки свай. Бурят отверстия под сваи по всему периметру и по углам будущего фундамента на расстоянии не менее 2-х м друг от друга. При помощи ручного бура, используемого для этой цели, можно легко просверлить отверстия 1,5-м глубиной. Как правило, ширина каждого отверстия под сваи составляет не более трети ширины фундаментной ленты. В случае сверления более глубоких отверстий для этой цели потребуется использование особого оборудования и техники. Чаще всего для этого используется трактор с буровым механизмом.

Использование прямоугольных свай потребует дополнительных финансовых затрат, так как для их установки нужно специальное оборудование.

На дно просверленного отверстия нужной глубины засыпается 10-см слой песка или гравия, из которого создается своего рода подушка. В случае существования угрозы обвала стенок отверстия по причине подвижного грунта в нем размещаются пустотелые трубы из асбестоцемента, диаметр которых должен быть такой же, как и диаметр самого отверстия.

После подготовки всех отверстий под сваи переходят к упрочнению будущего фундамента. Данный этап является одним из наиболее важных в процессе его закладки. Для этого в просверленные отверстия устанавливаются каркасы из 12-мм арматуры. Устанавливаются они таким образом, чтобы вертикальный каркас совпадал с верхним уровнем ленты будущего фундамента.

После этого при помощи каркасов, которые укладываются горизонтально, осуществляется упрочнение толщины ленты. Особенностью данного этапа является связка каркаса ленты и каркаса свай. Для этого обжигается проволока, при помощи которой и осуществляется связка каркасов. Благодаря такой связке повышается сопротивление свайно ленточного фундамента таким природным явлениям, как землетрясение или оползень.

По завершении укрепления фундамента необходимо установить опалубку нужной высоты. Как правило, собирается она и закрепляется гвоздями. С краев опалубка укрепляется при помощи брусков. При помощи специальных стяжек опалубка укрепляется. Устанавливается опалубка с двух сторон ленточного каркаса. В ее середину закладываются металлические прутья, диаметр которых, в зависимости от веса постройки, варьируется от 80 до 160 мм. Для усиления постройки свайную арматуру необходимо связать с лентой фундамента.

Далее следует завершающий этап, а именно заливка самого свайно ленточного фундамента. Каждое из отверстий для свай заливается бетоном, который необходимо тщательно утрамбовывать через каждые 15-20 см. Это необходимо для предотвращения образования в отверстиях пустот и проседания фундамента.

Затем необходимо, чтобы цемент застыл. Для этого его надо оставить на 3-4 дня. По истечении этого времени опалубка аккуратно снимается, при помощи листового или ленточного рубероида фундамент накрывается от опадания влаги. Затем фундамент необходимо оставить до полного высыхания цемента.

Расчет винтовых свай для фундамента каркасного дома

Перед тем, как закупать необходимые материалы и начинать монтаж свай, нужно произвести все технологически необходимые расчеты. Они достаточно сложны, нужно сделать замеры и, исходя из этого, рассчитать количество и вид материала, учесть нюансы возведения сооружения. Для этого следует пригласить специалиста, или сделать все работы под контролем специалиста.

Перед началом работ следует просчитать следующие показатели.
— какой грунт на участке и его особенности;
— уровень грунтовых вод и диапазон сезонных колебаний;
— уровень промерзания почвы;
— вес всего строения;
— увеличение сезонных нагрузок (снег, ветер);
— ветровые нагрузки.

Первые три показателя определит геолог и сделает необходимые расчеты. Вес дома с начинкой, а также уровень нагрузки на сваи, вы можете просчитать самостоятельно либо с помощью профессионального строителя. Чтобы рассчитать вес конструкции, нужно иметь четкий план строения и информацию о материалах, которые будут применены. Дополнительно стоит учесть и потенциальную нагрузку, возможно, вы отойдете от плана и впоследствии будете модернизировать дом.

Винтовые сваи располагаются таким образом, чтобы нагрузка строения распределилась равномерно на все опоры. Поэтому нужен план строения уже на этапе проектирования. Набросайте рисунок будущего дома, чтобы сметчик имел представление, что именно просчитывать. В процессе расчетов в план будут вноситься корректировки, чтобы оптимизировать проект.

Следует заметить, что сваи располагаются под несущими само строение конструкциями (ложе фундамента) и уходят в почву глубже, чем уровень ее промерзания. И тут кроется один нюанс. Как правило, мягкие почвы промерзают сильней и в процессе оттаивания могут значительно смещаться. Это естественный процесс. Смещаясь, почва может как проседать, так и вспучиваться. Эти процессы смещают сваи. Поэтому вес сооружения обязательно должен распределяться по сваям равномерно, создавая возможность опорам адаптироваться к естественным процессам в почве. Тогда все эти сезонные изменения пройдут без ущерба для фундамента.

Если не соблюдать эти требования, дом может завалиться из-за разницы нагрузки, или оттаивающая почва попросту вытолкнет сваи, что приведет к обрушению всего строения. Эти все моменты также следует учесть при проектировании и учете длины конструкций.

Кстати, еще один тип часто используемого для такого типа строений фундамент – ленточный – монтируется по этому принципу. Основание заливается строго с учетом расположения несущих конструкций. Однако сама технологическая карта заливки ленточного фундамента куда сложней, поэтому, если позволяет тип почвы, лучше использовать винтовой фундамент. Его преимущество в том, что на зафиксированные сваи сразу крепятся связующие элементы.

Перед тем, как начать устанавливать сваи, нужно выполнить так называемую обвязку (армирование). Его суть заключается в том, что выкладывается основание (подойдут рельсы), соединяются воедино и на них выкладывается патрубок из дерева (первый венец крепиться именно к обвязке).

Обычно сваи устанавливаются, согласно технической документации процесса, на расстоянии 3-4 метра. Однако особенности почвы могут быть таковы, что шаг придется уменьшить до метра. Если есть риск смещения почвы, лучше перестраховаться и использовать больше свай. Закручивать их до конца также не следует. Оставьте для балансировки 10-12 см. Технологически, свая обязательна на каждом углу строения и под несущей стеной. В остальном сваи следует расположить в зависимости от индивидуальных конструктивных особенностей дома.

Для окончательного расчета следует учесть тип почвы и вес материалов, а также форму и толщину свай. Можно рассчитать эти показатели самостоятельно, а затем прибавить к получившимся значениям в среднем 20%. Помочь рассчитать свайный фундамент самостоятельно, вам может один из наших строительных калькуляторов (ссылка откроется в отдельном окне).

Однако все показатели, которые участвуют в расчетах, могут изменяться в зависимости от разных условий. Все эти нюансы может учесть лишь профессионал. Закажите расчеты и план у специалиста, если не уверены в своих силах и знаниях.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Свайные фундаменты принципиально отличаются от ленточных и плитных тем, что каждая свая передает на грунт сосредоточенную нагрузку в отдельной точке. А свайно-винтовой фундамент в свою очередь отличается от свайно-забивного из железобетонных свай тем, что:

• Сваи – металлические трубы, гораздо хуже железобетона сопротивляющиеся изгибу.
• Металлические сваи в грунте подвержены коррозии.
• Заворачивание винтовых свай, в отличие от вбивания забивных, не уплотняет, а разрыхляет грунт.

Вследствие указанных факторов качество свайно-винтового фундамента очень сильно зависит от свойств подстилающего грунта. Идеальная «подушка» под винтовой фундамент – мощный сухой суглинок или слегка увлажненный аллювий, песок с включениями мелкой гальки. В последнем случае винт сваи при вкручивании толкает перед собой все более расширяющийся и уплотняющийся конус грунта. Из него при этом выжимается вода, а мелкие частички глины, всегда присутствующие в аллювии, цементируют его. В конце концов конус грунта приобретает прочность бетона, а конусы отдельных свай в глубине смыкаются. Свая заклинивается намертво, так, что ее легче свернуть в штопор, чем дальше завернуть или вывернуть; прочнейший фундамент теперь готов фактически без нулевого цикла.

Беседка с купальней на винтовых сваях

В плодородных многослойных грунтах большей части РФ свая фундамента работает по-иному. Как – разберем ниже, а пока укажем плюсы и минусы винтовых свай в России, за исключением горных районов и зоны вечной мерзлоты:

1. Не требуется планировка площадки и оборудование подъездных путей к ней – плюс.
2. Строительство не привязано к сезону, погодным/природным условиям и географическому положению объекта; сваи можно заворачивать и в болото, и в вечную мерзлоту – плюс.
3. Трудозатраты на устройство свайно-винтового фундамента на порядок и более меньше, чем любого другого; его можно собрать за 1-3 рабочих смены – плюс.
4. Не нужно ждать усадки фундамента, строительство можно начинать сразу после его монтажа – плюс.
5. Пристройки к основному зданию можно делать, не опасаясь усадки их фундаментов относительно старого – плюс.
6. Строительство возможно в зоне развитых подземных коммуникаций – плюс.
7. С применением промышленных методов сборки и в сочетании с железобетонным ленточным свайно-винтовой фундамент позволяет вести строительство на самых слабых грунтах, вплоть до плывунов – плюс.
8. Те же промышленные технологии строительства позволяют извлекать сваи из грунта для повторного использования – плюс.
9. Ограниченный срок службы: в увлажненных грунтах с химической реакцией, отличной от нейтральной, металлические сваи служат 50-60 лет; бурозабивные (см. далее) до 100-120 лет – минус.
10. Ограниченная свойствами грунта несущая способность: капитальное многоэтажное строительство на свайно-винтовых фундаментах невозможно – минус.
11. Свайно-винтовые фундаменты для жилых строений долговременного пользования на единицу несомой нагрузки от здания оказываются на 10-30% дороже свайно-забивных или ленточных – минус.
12. Устройство подвального помещения невозможно, т.к. нарушается взаимодействие свай с грунтом – минус.
13. Попадание текучей воды в подпол здания недопустимо, поэтому требуется достаточно сложная отделка цоколя и отмостка – минус.
14. Монтаж фундамента требует предварительных геологических исследований на месте строительства и достаточно сложных и трудоемких расчетов. Если для ленточных фундаментов можно разработать типовые проекты, то каждый свайно-винтовой проектируется индивидуально – минус.

В индивидуальном строительстве плюсы свайно-винтового фундамента безусловно оттесняют его минусы в следующих случаях:

• Временные легкие жилые дома. Скажем, берем недорогую посильную ипотеку на сборно-щитовой домик, а рядом понемногу строим сами капитальный особняк.
• Деревянные бани: надежная изоляция пола от грунта дает и от металлической печки достаточно легкий и мягкий пар.
• Хозпостройки, навесы, шпалеры.
• Заборы.
• Распашные ворота.

Столбы раздвижных ворот из винтовых свай делать не следует: под механизм все равно нужно основательное бетонирование, а его усадка в дальнейшем приведет к перекашиванию створки; также сваи неважно держат регулярные знакопеременные нагрузки при ее выдвижении/задвигании. Не очень подходят свайно-винтовые фундаменты и под гаражи; для въезда-выезда придется делать пандус высотой около 0,5 м, что неудобно, отнимает место на участке, усложняет и удорожает работу. Исключение – сварные металлические гаражи, но их эстетика всем известна

Исключение – сварные металлические гаражи, но их эстетика всем известна.

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:

1. Определить суммарные нагрузки с учетом веса стен, перекрытий, кровли, снежного настила и т.п.
2. 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.
3. Рассчитать суммарную площадь сечения свай, учитывая их количество.
4. 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.