Устройство фундамента из свай

Пошаговая инструкция по монтажу своими руками

Рассмотрим порядок действий при создании свайно-винтового фундамента.

Работы ведутся поэтапно, последовательность действий имеет строго определенную очередность:

Подготовка

Свайно-винтовой фундамент имеет важную особенность — он может быть создан на неровном рельефе, не требующем предварительного выравнивания (планировки).

Возможно строительство на склонах или в складках, что позволяет эффективно использовать неудобные с точки зрения традиционного строительства участки. Поэтому подготовительные работы можно свести к очистке участка от растений, посторонних мешающих предметов.

Произвести разметку,все точки установки свай отметить колышками. Затем на местах установки делаются небольшие (до 30 см) углубления, которые облегчают вход лопастей в грунт.

Плодородный слой почвы создает заметное сопротивление из-за обилия корней, стеблей растений и прочих препятствий, поэтому его лучше удалить.

Погружение свай

Установка винтовых свай производится либо вручную, либо механическим способом. Ручной монтаж возможен при наличии относительно мягкого грунта без техногенных включений или скальных обломков.

Диаметр стволов, доступный для ручного погружения, ограничен 87 мм.

Наиболее распространенные сваи диаметром 108 мм часто оказываются слишком трудны из-за высокого сопротивления грунта.

Машинный способ позволяет получить качественный монтаж винтовых свай, с соблюдением определенного угла, усилия завинчивания и глубины.

Мощность строительной техники позволяет свободно работать со сваями до 159 мм диаметром, чего вполне достаточно для строительства частного дома довольно большого размера.

Погружение свай производится на заранее заданную глубину. Обычно она определяется уровнем залегания плотных слоев, или сила сопротивления грунта превышает допустимое для данного ствола усилие, срывающее технологическое отверстие.

Свая, достигшая нужной величины сцепления с грунтом, вращается с большим усилием или вовсе прекращает это делать.

Пытаться продолжать вращение нельзя — сварка может не выдержать, лопасти оторвутся и свая станет неспособной к выполнению своих функций.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
При установке винтовых свай запрещается делать реверс — пытаться выкрутить ствол обратно. Это ослабляет сцепление лопастей с грунтом и исключает возможность повторного погружения в этом месте.

Обвязка

После установки всех свай выполняется подрезка. Это процедура, позволяющая подогнать высоту торчащих из грунта стволов к единому уровню, образовать из них ровную горизонтальную плоскость.

Устанавливают лазерный уровень с функцией построения плоскостей на необходимой высоте и отрезают лишние участки труб.

После подрезки внутренние полости свай заполняют бетоном, повышая их прочность.

Затем производят монтаж обвязки (ростверка) — пояса, соединяющего все сваи в единую систему и одновременно служащего опорным элементом для стен дома. Обрезанные верхушки накрываются оголовками с горизонтальными площадками, на которые устанавливаются металлические или деревянные балки.

Для фиксации на площадках имеются технологические отверстия под болтовые соединения.

ВАЖНО!
Иногда обвязка и ростверк представляют собой разные элементы. Обвязка выполняется ниже уровня монтажа ростверка и соединяет между собой все сваи, образуя систему наподобие решетки

Используются металлические отрезки швеллера или двутавра, приваренные к стенкам стволов.

Виды опор

В малоэтажном частном строительстве используют такие виды свай:

Железобетонные

Отличаются повышенной несущей способностью: до 60 т на один стержень, погруженный в твердую почву. Могут иметь квадратное, круглое, полое и тавровое сечение. По способу устройства железобетонные опоры бывают монолитные и составные.

Служат 50–150 лет. Период эксплуатации зависит от исходного качества бетона, а также содержания солей и минеральных веществ в почве. Подробнее о ж/б сваях читайте здесь.

Металлические

Стальные трубы, швеллеры, рельсы и другие виды металлопроката. По типу сечения сваи могут быть трубчатыми, Н-образными, цельными, с глухим концом. Изделия по длине различаются на короткие, длинные и составные.

По типу конструкции могут быть:

• анкерными,
• корневидными,
• коническими,
• а также в виде колон.

Период службы – от 40 лет: зависит от качества гидроизоляционного слоя, а также условий эксплуатации. Более подробно расскажет эта статья.

Деревянные

Используются для строительства срубов и каркасных сооружений. Деревянные забивные опоры изготавливают из лиственницы, кедра, дуба и других твердых пород.

Традиционно используют деревянные сваи с диаметром сечения 30 – 40 см и длиной 3 – 8 м. Для устройства фундамента на твердых почвах конструкцию стержней усложняют стальным наконечником.

Преимущества деревянных свай:

• экологичность,
• простота монтажа,
• дешевизна.

Укрепление ростверка

Данная конструкция располагается в верхней части свайного фундамента и используется для равномерного распределения нагрузок между установленными сваями. Ростверк изготавливают из железобетона высоких марок прочности, который со временем может терять первоначальные свойства. При возникновении механических дефектов необходимо проводить усиление поврежденных элементов.

При укреплении ростверков часто используется технология торкретирования. Суть метода заключается в послойном нанесении бетонной смеси на поверхности поврежденных конструкций. Количество слоев может составлять 2-3, общая толщина должна быть в пределах 2-4 см.

Бетон распределяют по всей площади железобетонной конструкции, при этом материал подают под давлением около 0,5 МПа. Для создания необходимого напора используется специальная техника, которая подает бетонную смесь под давлением, создаваемым сжатым воздухом.

Перед нанесением дополнительных слоев бетона необходимо тщательно очистить поверхность обрабатываемой конструкции от почвы и других загрязнений. Для этого могут использоваться металлические щетки или воздушные компрессоры.

Как производить расчёт глубины погружения

Исходя из типа свай, определяется их глубина погружения:

• Глубина погружения свай-стоек происходит до залегания плотных грунтов. Здесь все происходит без расчетов, бурим до твердых пород.
• У висячих свай несущая способность, которая изменяется исходя из свойств грунта и длины боковых поверхностей. При увеличении нагрузки, соответственно, увеличивается их длина и глубина погружения.
• Опорой для буронабивных свай служит широкая площадка – подушка. Ее площадь будет зависеть от величины вертикальной нагрузки и сопротивления грунта.
• В зависимости от уровня промерзания грунта будет изменяться глубина погружения винтовых свай. Этот параметр важен для всех типов свай, но остальные и так всегда погружаются гораздо глубже.

Инженерный расчет глубины погружения является сложной задачей и не все специалисты готовы его выполнить. Поэтому рекомендую, как минимум воспользоваться онлайн-калькулятором, а лучше обратиться в специализированную проектную организацию.

Расчет глубины погружения свай в зависимости от их вида

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка

Устройство свайного фундамента из забивных свай, основные различия и применение

Свайный забивной фундамент может быть изготовлен на любых конструкциях, описанных в подразделе 2. п. 1 этой статьи.

Названия они будут носить по названию использованной забивной сваи.

Забивные погружают в грунт на заданную расчетом глубину одним из способов:

• забивкой паровым, механическим или дизельным молотом;
• вибропогружением с помощью одного из нескольких разновидностей вибропогружателей;
• статическим вдавливанием, используя большую массу вдавливающей установки;
• комбинацией или попеременным использованием нескольких способов.

На оголовках устраивают ленточный или балочный решетчатый ростверк или ростверк в виде сплошной плиты.

Классификация элементов конструкции и технология возведения

Типичный свайно-ростверковый фундамент.

Сваи – виды и особенности

По материалу изготовления различают железобетонные, деревянные и металлические сваи:

Деревянные используют в основном под постройку зданий из того же материала, часто это хозяйственные постройки, беседки, бани. Для возведения жилых помещений обычно обустраиваются более долговечные фундаменты. Установка может производится как одиночно, так и группами по 3-4 столба в связке для повышения прочности и несущей способности.

Металлические сваи могут быть забивными или винтовыми, но чаще встречается второй вариант. Винтовой свайный столб представляет собой металлическую трубу, погружной конец которой выполнен в виде конуса с винтовой лопастью для завинчивания. Конусовидный наконечник может быть литым или приварным. Литые сваи более надежны и долговечны, так как у них нет сварного шва, прочность которого снижена. Стальное изделие обязательно проходит процесс обработки антикоррозийным покрытием, а в процессе монтажа полость трубы заливают бетоном. Срок службы такого фундамента может достигать до 400 лет.

Железобетонные сваи изготавливают из армированного бетона, на предприятии (забивные) либо непосредственно на участке (набивные).

Железобетонные забивные сваи.

По методу установки сваи разделяют на несколько категорий:

1. Забивные. Установка производится при помощи специальной техники – сваебойных машин, вибропогружателей и оборудования, которое производит установку путем вдавливания столба в грунт. При использовании этого типа свайных столбов земляные работы могут не проводиться вообще, либо снимается только дерн.
2. Винтовые. Устанавливаются путем вкручивания, вручную при помощи кабестана, либо, в массовом строительстве, с использованием спецтехники.
3. Буронабивные. Монтаж представляет собой три этапа: бурение скважины, установка осадных труб с арматурой и бетонирование.

Ростверк – классификация и особенности

Один из вариантов ростверкового фундамента.

По материалу изготовления ростверки бывают:

• железобетонными заливными;
• деревянными;
• из готовых ЖБИ-изделий;
• металлическими.

По расположению относительно грунта:

• висячими (обустраиваются на некотором расстоянии от земли) ;
• мелкозаглубленными (погружаются в грунт на небольшую глубину);
• заглубленными (основательно погружаются в землю; выполняют не только связующие функции, но и участвуют в распределении нагрузок на грунт наравне со сваями).

Ростверковый каркас из бруса.

Чаще всего в строительстве используются висячие ростверки. Они приподнимают здание над землей, а монтаж отличается простотой и небольшой стоимостью.

Фундамент с заглубленным ростверком используют редко – по сути, он сам и его обустройство напоминает ленточный тип оснований, только укрепленный свайными столбами. Это значит, что процесс монтажа усложняется – рытье котлована, обустройство дренирующей песчаной подушки и т.д

Перед установкой свай проводятся подготовительные работы.

Этап 1 – Подготовительный

Включает в себя:

• геологические исследования;
• расчет последующих нагрузок и планировку расположения свай;
• составление проекта и необходимых чертежей.

Этап 2 – Подготовка территории

Разметка участка под свайный фундамент.

Включает в себя:

• очистка местности под постройку;
• снятие верхнего слоя почвы (при необходимости);
• разметка территории согласно планировке – отмечаются места расположения внутренних и внешних свай.

Этап 3 – Монтаж свай

Забивание железобетонной сваи в грунт.

Включает в себя:

-для забивных:

• установка столбов с помощью сваебойной техники;
• выравнивание надземной части столбов путем подрезания до нужного уровня.

-для буронабивных:

Что это такое?

для устройства стержней используется сила удара

По мере погружения столб смещает почву в сторону, частично вниз и вверх. Таким образом стержень вытесняет некоторый объем грунта и уплотняет основание, что делает почву более устойчивой.

Забить сваи ручным способом невозможно. Для создания ударной нагрузки используют специальные гидравлические механизмы. Параметры свай выбирают с учетом особенностей грунта и суммарных нагрузок.

Чаще всего используют железобетонные стержни длиной от 3 до 10 метров. Забивная технология позволяет также применять деревянные и металлические сваи, но железобетонные конструкции отличаются более высокой прочностью и несущей способностью.

О том, что такое забивной свайный фундамент и какова его стоимость, можно узнать здесь.

Сфера применения

Свайно-забивное основание подходит для строительства таких сооружений, как:

1. Малоэтажные жилые здания (каркасные, деревянные, кирпичные, частные дома из пенобетона).
2. Хозяйственные постройки – гаражи, сараи, бани, беседки.
3. Ограждения из камня, кирпича, металла, бруса и т.д.
4. Инженерно-транспортные конструкции – эстакады, мосты.
5. Промышленные постройки – цеха, ангары, склады.

Метод подходит для застройки сложных участков, а именно:

1. С переувлажненными, нестабильными грунтами, в том числе на заболоченных местах.
2. На песчаных и низкоплотных породах.
3. При близком залегании подземных источников.
4. На склонах, а также площадках со значительными перепадами высот.

Плюсы и минусы фундамента на забивных сваях

Преимущества технологии:

• высокая скорость монтажа (от одного дня);
• минимальная подготовка стройплощадки;
• можно использовать для различных типов ландшафта;
• подходит для большинства типов грунта и при любом уровне грунтовых вод;
• после монтажа свай можно сразу переходить к следующему строительному этапу;
• продолжительный период эксплуатации фундамента – от 100 лет;
• при необходимости сваи можно извлечь и повторно использовать.

К недостаткам забивного метода относятся:

• невозможность монтажа без привлечения спецтехники;
• один вариант гидроизоляции – добавка гидрофобных составов в бетонный раствор;
• потребитель не может проконтролировать качество бетона, армирования и гидроизоляции, которые заявлены производителем;
• большие финансовые и трудовые затраты при необходимости возведения подземных построек – подвала, цокольного этажа;
• трудности выравнивания свай на одном уровне;
• необходимость организации подъезда специальной техники к рабочему участку.

Стоимость закладки СПФ

Это не самое дешевое решение, но экономически и эксплуатационно оно более выгодно, чем некоторые другие традиционные технологии. Без детальных расчетов ни один специалист не возьмется называть даже приблизительную стоимость будущей конструкции. Для примерного определения стоимости учитывается марка бетона, размеры и материал свай, толщина плиты и другие исходные данные. Нужно учитывать затраты на транспортировку стройматериалов и работу специальной техники.

Дом на свайно-плитном фундаменте.

Без услуг специалистов при возведении СПФ даже в частной застройке обойтись практически невозможно, они понадобятся хотя бы на начальном (проектировочном) этапе.

Как возвести СФ своими руками?

Перед началом строительства необходимо провести подготовительные работы:

1. Организовать доставку винтовых свай и стройматериала на участок.
2. Убрать остатки старого фундамента (если есть).
3. Расчистить территорию от строительного мусора, валунов и других предметов, мешающим монтажу.
4. Организовать подачу воды для замешивания раствора и электроэнергии для работы оборудования.
5. Подготовить приспособления для вкручивания стержней в грунт.

Этапы строительства:

1. В установленных местах вкручивают винтовые сваи в грунт, пока наконечник не упрется в твердый пласт. При этом соблюдают вертикальность оси трубы (допустимое отклонение – не больше двух градусов).
2. Обрезают верхнюю часть металлических труб, выравнивая плоскость по горизонтали.
3. Заливают раствором внутреннюю полость столба, чтобы исключить вероятность окисления металла.
4. Когда бетон наберет прочность, наваривают оголовки на концы труб.
5. Шлифуют сварные швы и покрывают слоем гидроизоляционного материала.

Особенности изготовления ростверка

Типы обвязки для винтовых свай различают по материалу изготовления:

• металлические;
• деревянные;
• бетонные.

Ростверк используют для сооружений, стены из которого изготовлены из дерева. Обязательные этапы монтажа:

1. Пропитка брусьев гидрофобным составом, антисептиком и антипиреном.
2. Устройство гидроизоляционной прокладки между оголовками и деревянными элементами.
3. Прикручивают балки к оголовкам через заранее подготовленные технологические отверстия.
4. По углам конструкции устанавливают укрепляющие уголки.

Особенности монтажа металлического ростверка под каркасное сооружение:

• для обвязки используют двутавровые балки или швеллера;
• помимо сваривания каркаса, углы необходимо стянуть болтами;
• металлическую конструкцию обмазывают гидрофобным составом, уделяя особое внимания сварным швам.

Свайная конструкция фундамента – преимущества и недостатки

Фундамент свайного типа по сравнению с другими видами фундаментных оснований обладает комплексом достоинств:

Фундамент свайного типа обладает повышенной устойчивостью к воздействию нагрузок

• повышенной устойчивостью к воздействию нагрузок, действующих в продольном и поперечном направлении;
• продолжительным периодом эксплуатации, связанным с прочностными свойствами используемых материалов и технологией сооружения;
• увеличенным запасом прочности свайных опор, позволяющим осуществлять достройку и изменять этажность строения;
• универсальностью, позволяющей сооружать свайное поле под фундамент на различных видах почвы;
• ускоренными темпами сооружения, обеспечивающими возможность значительного сокращения строительного цикла;
• отсутствием необходимости выполнения трудоемких земляных работ, что значительно упрощает процесс возведения основания.

К недостаткам свайного основания относятся следующие моменты:

• необходимость использования специальной техники;
• проблематичность сооружения фундамента на каменистом грунте;
• отрицательное влияние ударных факторов и вибрации на близлежащие постройки.

Точного выполнение расчетов требуют фундаменты свайного типа

Еще одна слабая сторона – отсутствует возможность создания подвала под зданием. Фундаменты свайного типа требуют точного выполнение расчетов, осуществления геодезической разведки и определения глубины погружения опоры в почву. Технология сооружения фундамента допускает пробное погружение опоры в грунт для определения уровня плотных слоев. Решая использовать свайный фундамент, изучите его положительные стороны и оцените сложности, связанные с недостатками конструкции.

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.

Требования к набивным сваям

Строительство набивного основания регламентируется сводом требований, изложенных в СП 24.13330.2011 и СП 50-102-2003:

1. Перед проектированием фундамента необходимо учитывать класс ответственности сооружения.
2. Проводить геологические изыскания могут компании, ведающие лицензированную деятельность.
3. Порядок инженерных исследований контролируется СНиП 11-02-96 (2016), СП 11-102-97, СП 11-104-97, СП 11-105-97.
4. В процессе проектирования изучается влияние проектной конструкции на окружающую среду и эксплуатируемые сооружения вокруг стройплощадки.
5. Качество использованных стройматериалов и тип техники должны соответствовать требованиям проекта и отвечать техническим условиям.
6. Расчет набивного фундамента ведется по прочности материала и несущей способности почвы. В вычисления учитывают совместное действие силовых факторов и негативное влияние внешней среды. Коэффициенты надежности при расчете нагрузок выбирают по СНиП 2.01.07-85*.

Требования к несущей способности свай различного назначения отражены в таблице:

Тип постройки	Грузоподъемность, т	Диаметр набивных свай, мм	Рекомендованный шаг, м
Двухэтажные легковесные здания	до 7–8	300–400	1,5–2
Каркасно-щитовые дома	до 5	200–300	1,5–2
Хозяйственные постройки	до 3	150–200	1,5–2