История появления
Широкое использование свайного фундамента стало возможным в начале 50-х гг. Развитие этой строительной технологии было обусловлено появлением оборудования для ввинчивания опор.
После многочисленных экспериментов в 1955 г. вышла научная работа ТУВС-55, подготовленная отечественными учеными и строителями.
В этом труде содержалось большое количество технических указаний по вопросам проектирования свайных фундаментов. С того времени эти разработки приняли в качестве стандартов.
Винтовые сваи широко используются для строительства оснований.
Нормы и правила, используемые в XXI в., несколько изменились, однако многие положения были заимствованы из ТУВС-55.
Устройство свайного фундамента
Конструкция свайного фундамента может быть самой разнообразной, то есть он может иметь разные комбинации. Так конструкция фундамента будет зависеть от нескольких факторов:
- От вида свай, которые будут использоваться при его возведении.
- От глубины установки свай.
- От расположения непосредственно под будущим строением.
- От особенностей свай, то есть от их поведения непосредственно в грунте.
- От типа ростверка, который будет использоваться при его возведении.
В целом конструкция фундамента состоит из свай, которые установлены по периметру будущего строения, а также под несущими стенами и перегородками.
Что касаемо установки свай, то в большинстве случаев для их установки требуется специальная техника, и если строительство происходит на небольших участках, то целесообразнее всего использовать те конструкции свайного фундамента, которые можно сделать своими руками, например свайный фундамент с железобетонными буронабивными сваями.
Монтаж свайно-винтового фундамента своими руками
Установка свайно-винтового фундамента выполняется в несколько этапов:
- Разметка участка.
- Погружение и выравнивание свай.
- Заливка бетоном.
- Обвязка ростверком.
Разметка СВФ не представляет особых затруднений – поскольку земляные работы отсутствуют, достаточно наметить оси стен, перегородок и дополнительных конструкций либо оборудования. Это выполняется путем установки колышков немного дальше углов будущего строения, между которыми натягиваются шнуры. Можно использовать 2 колышка с горизонтальной перемычкой и между ними натянуть две нити по наружным размерам свай.
Фото 8. Разметка мест установки свай
Остальные этапы нуждаются в более тщательном рассмотрении.
Вкручивание свай и их выравнивание относительно горизонтальной плоскости
Технология ввинчивания свай не зависит от разновидности лопастей, наконечников и особенностей грунта:
- Подготовка направляющих приямков – для этого можно использовать ручной или мотобур. Скважины делаются на глубину до 0,5-0,7 м и диаметром немного меньше, чем лопасти. Это позволяют более точно позиционировать трубы и облегчить их вкручивания в грунт.
- Ввинчивание – в специальные отверстия в сваях продевается лом или длинная толстостенная труба подходящего диаметра и силами 2-х рабочих выполняется их вкручивание в грунт путем передвижения по кругу. Третий человек в это время контролирует вертикальный уровень сваи с помощью строительного уровня.
Фото 9. Погружение свайных опор фундамента вручную
Погружение может осуществляться и механическим способом, но для этого требуется специальное оборудование.
Фото 10. Вкручивание винтовых свай механическим способом
Технология устройства свайно-винтового фундамента предполагает необходимость обвязки свай ростверком (деревянными, металлическими или бетонными балками), который будет устанавливаться на оголовках. Поэтому все выступающие над поверхностью земли свайные опоры должны находиться в единой горизонтальной плоскости.
Выравнивание свай осуществляется следующим образом:
- Разметка единого горизонтального уровня на всех трубах – для этого можно использовать лазерный или водяной уровень.
- Обрезка трубы по разметке – выполняется с помощью болгарки.
Фото 11. Процесс обрезки винтовых опор
Подробная инструкция по монтажу свайно-винтового основания рассмотрена в следующем видео:
Заливка бетоном
Эксперты настоятельно рекомендуют выполнять монтаж свайно-винтового фундамента с заливкой полостей труб бетоном. Это обусловлено склонностью труб к образованию конденсата на внутренних поверхностях даже при условии абсолютно герметичной приварки оголовков. А заполнение полости бетоном позволяет предупредить этот эффект и увеличить пространственную жесткость конструкции.
Фото 12. Заливка свай бетоном
Обвязка свай ростверком
Как правило, ростверк сооружается на высоте 0,5-0,7 м от поверхности земли. Для этого могут применяться деревянные и металлические балки. Также обвязка может быть выполнена путем заливки монолитной железобетонной ленты.
Технология обвязки свай разными материалами:
- Железобетон – стоит дороже по сравнению с другими видами обвязки, но позволяет возводить даже здания даже из кирпича. Техника работ заключается в сборке опалубки, изготовлении армирующего каркаса, его связке со сваями с помощью рифленой арматуры и последующем бетонировании.
Фото 13. Свайное основание с железобетонным ростверком
- Деревянные балки – применяются преимущественно при строительстве брусовых, бревенчатых и каркасных домов. Технология работ предполагает необходимость приваривания плоских оголовков для крепления бруса. Балки между собой соединяются в полдерева и фиксируются к оголовкам с помощью саморезов, болтов или гвоздей.
Фото 14. Свайный фундамент с обвязкой из деревянных балок
- Металлические балки – для обвязки обычно применяются швеллеры, которые крепятся тоже к оголовкам, но при помощи сварки.
Фото 15. Обвязка свай с применением стального швеллера
Как видите, сделать винтовой фундамент своими руками вполне реально и для этого необязательно привлекать бригаду строителей и нанимать спецтехнику. Главное здесь – правильно определить глубину залегания плотных несущих пластов, шаг установки свай и их количество.
Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%. От 11500 руб/м³Подробнее
Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%. От 11500 руб/м³Подробнее
Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино
Преимущества и недостатки
Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.
К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:
- Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.
Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.
- Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
- Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
- Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.
Недостатки свайной технологии:
- Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
- Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.
Для частного дома
Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.
Преимущества свайной технологии для частного строительства:
- возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
- при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
- ремонтопригодность.
Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:
- значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
- трудоемкая процедура инженерных расчетов;
- на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.
Разных видов свай
Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:
| Тип опор | Преимущества технологии | Недостатки технологии |
| Забивные железобетонные |
|
|
| Забивные стальные |
| |
| Забивные деревянные |
|
|
| Буронабивные |
|
|
| Винтовые металлические |
|
|
| Винтовые железобетонные |
|
|
Монтажные работы
Специалист рассчитывает свайное поле с учетом типа почвы, глубины ее промерзания, несущей способности свай, варианта защиты железных опор от коррозийных процессов и других важных факторов.
До начала монтажа строители должны получить на руки подробный план с точной расстановкой опор и их типоразмерами. При необходимости предварительно проводят геологические исследования для того, чтобы правильно определить типы почвы и почвенных вод.
Пошаговое закручивание винтовых свай производится в следующей последовательности:
- Размечается свайное поле.
- Выкапываются приямки и ввинчиваются сваи.
- Бетонная смесь заливается в трубы.
- Оголовки подрезаются на одной высоте.
- Обустраивается металлический или железобетонный ростверк.
По окончании работ места, где производилась сварка, необходимо окрасить специальными антикоррозионными составами. Чтобы утеплить дом, обшивается с помощью досок пространство между ростверком и почвой.
Способы погружения СВС
Все типы винтовых свай лучше вкручивать без использования спецтехники. Исключением являются участки со значительным перепадом высот, где неудобно перемещаться с рычагами вокруг вертикально установленной сваи.
При ручном вкручивании свай для основания дома рычаги (обрезки труб, ломы) фиксируются на теле несколькими способами:
- в отверстия – прожигаются сваркой или просверливаются коронкой;
- в технологические петли – привариваются в верхней части, позже срезаются УШМ;
- специальными захватами – аналог трубного ключа с сухарями.
Спецтехника не нуждается в специальных приспособлениях, в навесном оборудовании предусмотрена возможность надежного зацепления тела сваи. Этот вариант предпочтительнее при мелком шаге свайного поля, вблизи деревьев или внутри плотной застройки.
В любом случае требуется защита внутренней поверхности тела свай бетоном, наружную поверхность можно покрасить дополнительно сразу после покупки СВС у производителя.
Определение крутящего момента
Для обеспечения максимального ресурса дома недостаточно купить СВС, вкрутить их ниже отметки промерзания, смонтировать оголовки и ростверк. Лопасти должны погрузиться в пласт с нормальной несущей способностью, поэтому глубина промерзания не является показателем глубины заглубления. Например, на болотистом участке может попасться плавун или торфяник, СВС нужно погрузить ниже него.
Поэтому ручное вкручивание предпочтительнее на ровных участках, где рабочим удобно перемещаться по кругу с рычагами. На неровном рельефе можно использовать спецтехнику. Однако оба способа наиболее эффективны лишь при гарантированном достижении несущего пласта. Его глубину можно определить двумя способами:
- заказав геологоразведку участка – цена изысканий около 30 тысяч рублей, определяется уровень грунтовых вод, состав почвы в каждом пласте и прохождение в пятне застройки сторонних коммуникаций;
- выполнить пробное погружение – стоит 2 – 5 тысяч, позволяет вычислить УГВ, глубину несущего пласта;
Второй способ гораздо дешевле, поэтому используется в 80% случаев. Для этого применяется комплект SMP производителя Скиф, состоящий из 4-х метровой составной СЛС, СВС, рычагов (2 м каждый), прибора УККМ, позволяющего измерить усилие затяжки.
После прохождения отметки промерзания этим прибором контролируется крутящий момент. При достижении несущего пласта резко увеличивается крутящий момент, замеряется проектная глубина для конкретного участка. После этого застройщик может смело заказывать сваи необходимой длины в нужном количестве.
Пробные СВС не нужно заливать бетоном, так как этот комплект многоразовый, свая демонтируется для следующих испытаний. При значительном периметре пятна застройки учитывается шаг свайного поля, комплект Скиф может вкручиваться в нескольких местах.
Расчет буронабивного фундамента с ростверком
Прежде, чем начинать монтировать фундамент из буронабивных свай с ростверком, необходимо все очень тщательно просчитать. Только правильные параметры и цифры позволят добиться нужного результата и обеспечить прочность, надежность, длительный срок эксплуатации будущего здания.
Расчет буронабивных свай
В процессе расчета свай определяют такие величины: длина опор, диаметр, число и схема расположения. Диаметр обычно берут в диапазоне 15-40 сантиметров, оптимальным считается сечение в 20 сантиметров. Для более точных расчетов можно воспользоваться специальными таблицами с указанием диаметра опор и их несущей способности, актуальной для разных материалов.
Если есть значение несущей способности отдельной сваи, по формуле высчитывают расстояние между ними:
l = P/Q – тут:
- l – оптимальное расстояние между опорами
- Р – показатель несущей способности сваи
- Q – нагрузка на погонный метр основания (массу здания делят на длину самого ростверка)
Так, для дома весом 50 тонн, который строится на глинистой почве на опорах сечением 20 сантиметров, нужно 27 опор (50000 килограммов / 1884 килограмма = ). Также помнят о правиле: расстояние между сваями должно быть равно минимум трем их диаметрам. То есть, если берутся сваи сечением 20 сантиметров, расстояние между ними должно быть как минимум 60 сантиметров. Для плотного грунта цифру увеличивают на четверть.
Монтировать основание под дом нужно по предварительно составленной схеме, в основе которой лежит СНиП, требующий выполнения таких правил: сваи должны быть в углах здания, вдоль несущих стен и под входной группой.
Также желательно устанавливать опоры под тяжелыми элементами (печь, камин, котельная и т.д.). Глубина бурения зависит от того, на какой глубине обнаружены несущие грунты, от уровня промерзания почвы в регионе. Обычно бурят на глубину метра.
Расчет монолитного ростверка
Когда создается буронабивной фундамент с ростверком, технология предполагает точный просчет самого монолитного каркаса: его высоты и ширины. Чтобы получить значение ширины, используют формулу:
В = М/L*R – тут:
- В – ширина ленты
- М – вес здания
- L – показатель длины ростверка
- R – точное значение несущей способности верхнего слоя почвы
Формулу используют и для мелкозаглубленного основания, и для ростверка нулевой высоты. Висячий ростверк считают по другой технологии, достаточно сложной – в таком случае расчеты лучше предоставить выполнить профессионалам.
Ширина ростверка обычно равняется 35-50 сантиметрам. Для коттеджа средней величины вполне будет достаточно ширины в 40 сантиметров и высоты в 30-50 сантиметров, что зависит от предполагаемого заглубления.
Расчет армирования
Когда создается фундамент, буронабивные сваи с ростверком обязательно должен объединять армированный каркас. Армируют рифлеными стальными прутами диаметром 10-12 миллиметров, вяжут гладкой вязальной проволокой сечением от 6 миллиметров.
Положение СНиП диктуют такие правила:
- Число прутьев в продольном поясе – минимум 4 с расстоянием до 10 сантиметров
- Шаг между поперечными перемычками в продольном поясе – до 30 сантиметров, между соединяющими вертикальными – до 40 сантиметров
- Толщина защитного слоя бетона – минимум 5 сантиметров со всех сторон, чтобы избежать коррозии металла.
Чтобы понять, как рассчитывать количество арматуры, можно взять простой пример. Так, если создается монолитный ростверк периметром 9х7 метров, а условные габариты обвязки составляют 40х40 сантиметров, для армирования используются два продольных пояса с тремя стержнями диаметром 14 миллиметров каждый. Значение шага между прутьями равно 10 сантиметрам, пояса объединяют перемычки из прутьев диаметром 11 миллиметров с шагом в 20 сантиметров.
Выполнение расчета:
- Определение общей длины стержней в верхнем продольном поясе: 9+9+7+7 = 32 метра (периметр ростверка), 32х3 = 96 (длина трех прутьев) 96 х 2 = 192 (длина, нужная для двух поясов).
- Перемычки используются длиной 30 сантиметров, располагаются на расстоянии в 20 сантиметров. Для обоих поясов ростверка нужно: 2х(32/0.2) = 320 штук по 30 сантиметров = 96 метров.
- Длина вертикальных перемычек, объединяющих оба каркаса. Длина их такая же, 30 сантиметров, для квадратного ростверка = 96 метров.
Получается, что в данном случае нужно закупать 192 метра арматуры сечением 14 миллиметров и 96 + 96 = 192 метра сечением 11 миллиметров для перемычек.
Вязальную проволоку рассчитывают так: на одно соединение тратится 40 сантиметров материала. Количество соединений равно: 4х(32/0.2) = 640 штук по 40 сантиметров = 256 метров.
Типы и виды винтового фундамента
Изучая винтовые сваи, можно поразиться их разнообразию. Именно их разновидности обуславливают наличие разных типов винтового фундамента. Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net
1. Фундамент на литых или на сварных сваях
- литые сваи – это изделия, наконечник которых отлит вместе со стволом. Фундамент на литых сваях будет наиболее прочен;
- сварные сваи – в этом случае наконечник с лопастями приварен к стволу сваи. Критической точкой здесь является качество сварки и дополнительная обработка сварного шва.
2. Фундамент на широколопастных или узколопастных сваях
Вид лопасти определяется типом грунта на участке.
- узкие лопасти – для использования в мерзлых грунтах. Такой наконечник погружается в почву без перекоса и намного быстрее стандартного;
- лопасти крупного диаметра (стандартные) – для нормального, обводненного и склонного к пучению грунта;
- средние лопасти – для почвы, содержащей много влаги.
Плюсы и минусы
Как у любой базы, у свайно-ленточного фундамента есть свои плюсы и минусы.
Плюсы:
- строительство на участках с достаточным уклоном, требующим предварительного выравнивания;
- выполнимость заливки на неустойчивых типах грунтов;
- малое количество стройматериалов, требуемое для возведения;
- достаточно высокая устойчивость к тектоническим сдвигам почвы и высоким нагрузкам;
- небольшая себестоимость относительно других типов оснований;
- способ индивидуального строительства основания, начиная от прорытия траншеи и заканчивая замесом бетона. О том, как правильно делать ленточно-свайный фундамент, смотрите в этом видео:
Минусы:
- перед строительством типового основания (описанного выше) требуется привлечение сертифицированных специалистов для осуществления расчётов;
- не рекомендуется строить на такой базе тяжёлые стены, за исключением тех случаев, когда лента такого основания относиться к типу заглублённых;
- отсутствие возможности или её проблематичность возведения под зданием цокольного этажа или подвала.
Несколько слов про монтаж
В отличие от иных типов фундамента свайно-винтовой не требует устранения плодородного слоя земли и формирования котлованов с лунками. Здесь можно ограничиться разметкой территории и формированием небольшого отверстия размером немного превышающим диаметр лопастей. Так будет удобнее начать вкручивание сваи.
По технологии выполнить установку винтовых свай можно механически или вручную. Здесь понадобится сделать сквозное отверстие для вставки рычагов. Главное – соблюсти строгую вертикальность положения трубы. После вкручивания всех свай до нужной глубины выступы выравниваются по горизонтали, лишнее срезается болгаркой. Внутрь трубы сваи проводится заливка бетона, чтобы увеличить надежность опоры и снизить риск появления коррозии. На кромки далее навариваются металлические оголовки для монтажа нижней обвязки из балок.
Вкручивание свай вручную Источник rabotai-sam.ru
Виды винтовых свай
Согласно действующим стандартам сваи разделяются на виды по следующим характеристикам:
- Условиям эксплуатации. В разных климатических зонах требования к рабочим параметрам свай различаются. К примеру, ВСЛМ применяются для вечномерзлых грунтов, а ВСЛ – болотистых, песчаных, каменистых грунтов.
- Толщине металла, из которого изготовлен ствол опоры. Допустимый рабочий диапазон толщины составляет 8–12 мм.
- Длине, диаметру ствола. Выбрать, какими будут винтовые сваи по длине и диаметру, можно, опираясь на назначение будущего здания, разработанный проект строительства.
Фото: сравнение свай для вечномерзлых и обводненных, пучинистых грунтов.
До начала закупки материалов выполняется расчет нагрузки на будущий фундамент, определяются размеры и количество металлических опор.
