Устройство фундамента ТИСЭ своими руками

Строительство комбинированного ленточно-столбчатого фундамента

Основание строящегося здания должно быть прочным и надежным, выдерживать все весовые нагрузки от строительных конструкций дома, инженерного оборудования, предметов быта и снеговых осадков на кровлю.

Фундаментная основа должна оставаться устойчивой при возможных подвижках грунта, не разрушаться в случае промерзания или подъема грунтовых вод. Однако возводить тяжелое и мощное железобетонное основание далеко не всегда целесообразно.

В определенных случаях вопрос надежности можно решить, используя несущую конструкцию столбчато-ленточного типа.

Это своеобразный комбинированный ленточно столбчатый фундамент, который сочетает в себе одновременно технические решения, принимаемые для свайных и ленточных монолитных систем.

Благодаря этому, подобные основания можно возводить на слабых неустойчивых почвах с высоким уровнем грунтовых вод и большой глубиной промерзания для одноэтажных жилых домов и хозяйственных построек.

Ленточно столбовые фундаменты можно строить для деревянных и каркасных зданий, не имеющих тяжелых железобетонных перекрытий и каменных стен.

Краткое описание конструкции

Конструктивно столбчато-ленточный фундамент состоит из нескольких опорных каменных столбов, на которые опирается железобетонный мелкозаглубленный ростверк, принимающий все весовые нагрузки здания. В качестве столбовых опор наиболее часто применяются железобетонные столбы, заливаемые по месту.

В целом столбчато-ленточное основание совмещает следующие основные элементы:

• железобетонных столбов, конструкция и количество которых определяется расчетом;
• армирующего каркаса, залитого бетоном;
• надземной ленточной конструкции из кирпича или блоков;
• внутренних вертикальных опор для восприятия нагрузки для стен и перегородок.

При внимательном рассмотрении можно заметить, что сама идея технологии была взята от многоэтажных городских зданий с подвалами и полуподвалами, где забивается свайное поле проектной конфигурации, а после этого монтируется связующий ленточный ростверк небольшого заглубления для создания единой опоры.

Преимущества и недостатки столбчато-ленточных конструкций

Возведение фундамента такого типа менее трудоемко, чем в случае с любым другим типом монолитного железобетона, а также требует меньших затрат строительных материалов. Имея на руках проектные решения, для выполнения работ не потребуется наличия профессиональных строительных знаний и большого опыта. С этим сможет справиться даже новичок, имея с собой одного-двух помощников.

К конструктивным преимуществам столбчато-ленточных оснований можно отнести:

• хорошую защиту от вибрационных воздействий и возможных подвижек грунта;
• особую конструкцию опорных столбов, которая повышает прочность и устойчивость;
• применение смешанных видов материалов при монтаже ростверка;
• повышенные теплоизоляционные свойства, благодаря отсутствию контакта подпольного перекрытия с почвой;
• возможность возведения на участках со сложным рельефом без проведения предварительной планировки;
• уменьшение объемов земляных работ;
• возможность сделать столбчато ленточный фундамент своими руками.

Кроме явных преимуществ, такие опорные конструкции имеют и недостатки, которые могут несколько затруднить организацию и проведение работ:

• сложный инженерный расчет, учитывающий сочетание характеристик грунта и общую весовую нагрузку;
• возможное различие поперечного сечения опоры по высоте и периметру здания;
• практическая невозможность определения влияния пучинистости почвы, требующей наличия запаса прочности;
• невозможность сделать подвал.

Поэтому выполнение расчетов и разработку проекта рекомендуется доверить профессионалам, которые определят необходимые данные и примут решения с минимально возможным, но необходимым запасом прочности и надежности.

Выбор материала опорных столбов

Надежность фундаментной конструкции в значительной степени зависит от правильного выбора материала опорных стоек. На этом этапе строительства не стоит стараться экономить. Если в данный момент закупка недорогих материалов позволит сэкономить определенные денежные средства, то в будущем на проведение ремонта и исправление брака придется потратить весьма значительные суммы.

Для строительства столбчато ленточного фундамента с монолитной плитой перекрытия можно использовать:

Конструктивные особенности

Итак, что такое – фундамент ТИСЭ? Это свайно-ленточная конструкция, состоящая из бетонных армированных опор и железобетонного ростверка (устройство свайного фундамента с монолитным ростверком).

Особенность этой конструкции заключается в форме сваи: в нижней ее части имеется полусферическое расширение. Такая форма опоры способствует повышению несущей способности фундамента и предотвращает выдавливание ее на пучинистых грунтах.

Сваи ТИСЭ одинаково хорошо несут нагрузку от тяжелых каменных и легких каркасных домов (какой выбрать фундамент для каркасного дома), не давая усадку.

Схема устройства фундамента ТИСЭ.

Задача ростверка – связать все опоры в единую конструкцию. Он не контактирует с грунтом, равномерно распределяя нагрузку от дома между сваями.

Усиление разных оснований

1. Ленточный фундамент при относительно небольшой ширине почти не испытывает поперечных нагрузок, а вот продольные изгибающие усилия на длинных участках ленты возникнут непременно. Поэтому для него вертикальное и поперечное армирование можно выполнять из стержней меньшего диаметра (6-8 мм), но для продольных прутьев необходимо правильно сделать расчет. Их диаметр будет находиться в пределах 10-14 мм.

2. Свайный или столбчатый фундамент и вовсе нетребователен к арматуре – для него достаточно использовать 1-4 рифленых прутка сечением 8-10 мм. Фундамент, связанный с железобетонной подушкой большой ширины, испытывает изгибающие нагрузки по своей оси. Для их компенсации в нижней части пяты по инструкции следует укладывать дополнительную поперечную арматуру.

3. Монолитные плиты, всей плоскостью опирающиеся на грунт, неравномерно нагружаются сверху. В результате давление на поверхность бетона во всех точках фундамента будет разным, а в некоторых случаях сумма нагрузок и вовсе будет работать на скручивание плиты. Здесь должна использоваться одинаково толстая арматура и для продольной, и для поперечной укладки.

Особого внимания требует армирование углов ленточного фундамента и примыканий. В этих точках не должно быть обычных перекрестных соединений продольных стержней. В углах укладываются согнутые прутья, которые перевязываются внахлест с теми, что расположены на прямых участках бетонной коробки.

Строго запрещено гнуть арматуру своими руками, делая в ней надрезы или самостоятельно разогревая прутки. Для стальных изделий применяется только технология холодной гибки.

Особенности расчета

Расчет армирования для каждого фундамента выполняется отдельно, на основании схем и геодезических данных конкретного участка. Монтаж сетки «на глаз» могут позволить себе только многоопытные профессионалы, все остальные рискуют допустить в технологии ошибки. Тогда при недостатке армирования фундамент окажется недолговечным, а при его избытке – слишком дорогим.

Основные требования к конструкции стального каркаса:

• Размер ячеек от 20 до 30 см (в 2-3 раза больше класса крупности щебня в бетоне).
• Если длина участка превышает 3 м, диаметр изделий для продольного армирования подбирается не меньше 12 мм.
• Поперечные стержни должны быть на 100 мм короче ширины опалубки, чтобы по бокам оставалось по 50 мм для заливки бетона. Диаметр поперечин не меньше 6 мм или 8 – если высота каркаса превышает 80 см.
• Вертикальные прутки делаются короче высоты опалубки на те же 100 мм.
• Все перехлесты арматуры выполняются вразбежку, то есть в верхнем поясе армирования они не должны находиться над соединениями нижней сетки.

Плотность и схема армирования рассчитывается на основании выбранного типа фундамента и тех условий, в которых он будет работать. Чтобы самому сделать такой расчет, нужно следовать инструкции:

1. Выбрать класс и подходящий размер стальной арматуры.

• Для легких деревянных построек на непучинистых грунтах подбирают стержни диаметром 10 мм.
• Тяжелые дома на слабых и подвижных грунтах строятся на фундаменте, армированном прутьями 14-16 мм.

2. Определить шаг сетки (20 см).

3. По размерам фундамента сделать расчет количества стержней для верхнего и нижнего пояса армирования.

4. Стандартная длина прутьев составляет 6 м, поэтому, умножив их количество на 6, получаем расход арматуры в погонных метрах. Здесь следует учесть и потерю длины на перехлестах.

5. По чертежу фундамента высчитать расстояние от верхнего до нижнего пояса армирования (высота монолита минус 10 см для защитного бетонирования). В результате получаем длину вертикальных соединительных стержней.

Определение количества арматуры удобно выполнять с одновременным составлением схемы ее расположения. Уже на этой стадии через плотность стали можно рассчитать вес и определиться с ценой.

Можно проверить, насколько правильно был выполнен расчет. Согласно требованиям СНиП 52-01-2003, общее сечение арматуры в разрезе должно быть больше или равно 0,1% от площади всей ж/б конструкции в этой плоскости. Основываясь на этом принципе, легко подобрать подходящий диаметр арматуры для фундамента.

Пример:

• Ленточный фундамент имеет сечение: 0,4 х 1 м или 4000 см2.
• Площадь армирования должна быть не меньше: 4000 × 0,001 = 4 см2.

Находим в таблице соответствующее значение (их может быть несколько) и определяем количество и диаметр стержней:

Плюсы и недостатки фундамента ТИСЭ

Строительство фундамента по технологии ТИСЭ имеет свои преимущества и недостатки.

Плюсы:

• доступность;
• экономия рабочей силы;
• небольшое количество строительных материалов;
• практически полная автономность строительных работ;
• надежность.

Минусы:

• невозможно сделать подвал размером во всю площадь дома;
• необходимо оборудовать отмостку большой ширины;
• поскольку работы ведутся вручную, бурение твердых или каменистых грунтов может вызвать определенные трудности;
• для этого типа конструкции не подходят илистые, обводненные почвы и болотистые местности.

Используется в качестве сейсмоизоляции в сейсмоактивных районах

Особенности технологии

Аббревиатура ТИСЭ расшифровывается как «технология индивидуального строительства и экология». Данная строительная методика была разработана и запатентована инженером Р.Н. Яковлевым, который, кроме самой технологии, создал также и специальный рабочий инструментарий – ручной бур с ножом особой формы.

Сваи-столбы

Данная методика является по своей сути гибридной, вобравшей в себя плюсы столбчатых и свайных технологий. Чисто технически она относится к буронабивным, так как возведение фундамента ТИСЭ производится при помощи заливки бетона в заранее пробуренную скважину.

Отличительной особенностью сваи ТИСЭ является то, что она имеет своеобразную конструкцию с расширением в её нижней части. Подобного расширения не имеют другие сваи, предназначенные как для забивки, закрутки, так отливаемые по буронабивной методике. Данное расширение-подошва играет роль опорного основания и сближает сваю Яковлева с опорой столбчатого фундамента. Оно увеличивает площадь опоры каждого столба, уменьшая тем самым показатели удельного давления постройки на грунт.

Устройство фундамента ТИСЭ

Из-за того, что устройство опор производится исключительно с помощью мускульной силы человека, они обладают ограниченной несущей способностью. На нём не рекомендуется устанавливать чересчур массивные постройки – кирпичные дома или здания из монолитного железобетона.

Отлично подходит фундамент ТИСЭ для каркасного дома, также на нём можно установить гараж, баню или иное не слишком массивное строение. Помимо распределения давления веса здания на грунт, подошва сваи играет также роль своеобразного якоря.

Область применения

Строительство фундамента ТИСЭ

Данные преимущества свайного фундамента ТИСЭ и определяют область его использования. Это слабые болотистые почвы, а также глинистые, суглинистые и супесчаные грунты с высоким уровнем насыщения влагой. Именно такие почвы наиболее подвержены зимнему вспучиванию.

Обычно при строительстве домов на водонасыщенных грунтах для борьбы с эффектом вспучивания применяются различные дорогостоящие технологии.

1. Устройство эффективной дренажной системы. Дренаж предназначается для отвода грунтовых вод от основания здания. Работы связаны с проведением обширных земельных работ, выемкой грунта, укладкой отводных труб, заполнением траншей крупнофракционным материалом и т.д. Минус устройства дренажа – большие затраты времени и сил, а также высокие финансовые расходы.
2. Использование в качестве несущей опоры для дома монолитной плиты. Мелкозаглублённый фундамент-плита заливается поверх песчано-гравийной подушки, смягчающей давление мёрзлого грунта. Отсутствие жёсткой сцепки основания с почвой дают ему возможность «плавать» – подниматься и опускаться вместе с грунтом, избегая деформаций и разрушения. Недостатки фундамента-плиты: он предназначается для небольших строений с малой массой. Если же необходимо возведение габаритных построек, например, двухэтажного жилого дома, то расходы на заливку плиты основания возрастают в геометрической прогрессии.
3. Применение свай в качестве несущих опор. В данном случае свайная технология является наиболее предпочтительной. Сваи заглубляются ниже уровня промерзания почвы, что уменьшает силы пучения, воздействующие на основание здания. Заглублённые сваи позволяют оптимизировать процесс строительства на сложных грунтах, ускоряя и удешевляя работу благодаря отсутствию дорогостоящих землеройных работ. Но данная технология также имеет свои недостатки: в отдельных случаях сваи могут выталкиваться промёрзшим грунтом. Происходит это от того, что, замерзая, расширившийся грунт схватывает верхнюю часть сваи и увлекает её за собой вверх.

Технология ТИСЭ позволяет избежать возможного выдавливания сваи. Расположенное внизу расширение упирается в лежащие выше слои почвы, и мёрзлый грунт, поднимаясь вверх, просто скользит по поверхности сваи. Основное условие: ТИСЭ фундамент должен быть заглублён ниже уровня промерзания почвы, иначе опора будет попросту выдавлена снизу.

Фундамент ТИСЭ под дом

Данный показатель может иметь разные значения для каждого региона. Узнать уровень промерзания для определённого города можно из сводных таблиц СНиП.

Столбчатый и свайный фундамент ТИСЭ

Этот тип оснований может возвести даже неопытный строитель. Ведь запас прочности усовершенствованных столбчатых опор покроет любые просчеты в конструкции фундамента. Одна опора выдерживает 10-тонную нагрузку, а такие опорные элементы расположены по всему периметру фундамента с шагом в 1,5 метра.

Сооружение свайного или столбчатого фундамента по ТИСЭ технологии происходит следующим образом:

• Вначале со строительной площадки удаляют верхний слой грунта, снимая 30-сантиметровый горизонт плодородной почвы. Грунт уносят за пределы стройплощадки – его можно использовать в качестве подсыпки в сельскохозяйственной зоне или в зоне ландшафтного обустройства.
• Далее, площадку выравнивают и на ровной поверхности размечают границы основания, маркируя положение каждого столба или сваи. Причем опорные столбы маркируются от углов фундамента и далее по периметру с шагом в полтора метра.
• Закончив маркировку опорных поверхностей фундамента можно заняться земляными работами. Причем данный процесс можно автоматизировать или облегчить, используя в качестве основного инструмента особый бур для фундамента тисэ. Этот инструмент представляет собой классический бур, диаметр которого равняется диаметру цилиндрической части опорной колоны, дополненный выдвижным (в горизонтальной плоскости) лезвием (плугом), с помощью которого можно обустроить коническое утолщение у подошвы опоры.

При этом диаметр расширенного конуса равен 500 миллиметрам, а диаметр цилиндрического тела опоры не превышает 250 миллиметров.

• Завершив бурение скважины под опору можно приступать к следующей процедуре – армированию скважины. Этот процесс предполагает введение в тело скважины длинных прутков, сечением 10-14 миллиметров, концы которых будут согнуты немного в бок. Неплохие результаты демонстрирует и П-образный контур из такого же арматурного прутка, введенного в скважину вверх ногами.
• После завершения армирования в тело скважины можно ввести элемент гидрозащиты – ввернутый в трубу лист рубероида, который защитит фундамент от контакта со стенками скважины.
• Цокольная опалубка столбчатого или свайного фундамента оформляется в виде цилиндра, размещенного поверх среза скважины.
• Заливку фундамента выполняют послойно, доливая в скважины по 25-30 сантиметров бетона (марки М200 или М300). После чего слой нужно штыковать или прессовать, для уплотнения раствора. Заливку производят в один проход. Поэтому бетон нужно заказать заранее. Заполнив бетоном скважины опорных элементов, переходят к заполнению цокольной опалубки. И лишь залив цоколь переходят к обустройству ростверка столбчатого основания.
• Ростверк обустраивается из готовых балок, связываемых на столбах с помощью армированной стяжки. Альтернативой такому варианту является монолитный ростверк, заливаемый в горизонтальную опалубку (желоб), установленную поверх цокольных опалубок (столбов).

Строительство фундамента ТИСЭ: пошаговая инструкция

Методика строительства конструкции популярна среди широкого круга застройщиков, так как имеется возможность выполнения работы собственными силами, без привлечения сторонних организаций. Поэтому, необходимо соблюдать технологию работ:

• разметка участка под сваи;
• бурение скважины на расчетную глубину;
• армирование свай;
• заливка скважины бетоном;
• бетонирование ростверка.

Разметка участка

Для проведения разметки на местности используется гидроуровень. Умение применять геодезические приборы, такие как, теодолит (для разметки горизонтальных углов на участке), нивелир (для выравнивания разметки по высоте) сократит время разбивки участка.

Из пиломатериала делается обноска, путем зарывания столбов, крепления между ними досок, рекомендуемой толщиной 0,5 см. Верхняя часть обноски располагается перпендикулярно осям здания, ее верх – это нулевой уровень. По приборам определяется направление оси, забивается гвоздь на обноске, натягивается шнур (леска, веревка). Пересечение шнура – это точка расположения сваи. Обноска после устройства фундамента демонтируется.

При проведении разметки необходимо пользоваться гидроуровнем

Технология бурения

1. На отмеченных участках для монтажа свай нужно снять верхний слой дерна, сделать небольшое углубление (0,15 м на ширину диаметра бура).
2. Произвести сборку бура, настроить его на проектную глубину.
3. Осуществить бурение скважины. Конструкция бура подразумевает регулярное поднятие приспособления и освобождение грунтоприемника от почвы.
4. Устройство пятки. По достижении требуемой глубины устанавливается откидной плуг, которым выполняется расширение основания скважины.

В процессе бурения необходимо соблюдать вертикальный уровень

Армирование свай

После подготовки скважины под заливку бетоном конструкцию укрепляют, проводя армирование. Для этого используют железные пруты диаметром 10-12 мм. Перед установкой арматура очищается от грязи, краски и коррозии, для улучшенной адгезии с бетоном. Получившаяся металлическая конструкция устанавливается в скважину.

Арматурный каркас необходим для усиления сваи

Заливка бетоном

Следующим этапом является заполнение скважин бетоном марки не ниже М300. Свая бетонируется поэтапно, отдельными частями, которые уплотняются специальным вибрационным устройством для исключения образования пустот. После заливки скважины, бетоном заполняется опалубка оголовка сваи высотой 0,2 м.

Бетонирование сваи проходит неспешно уплотняя раствор вибратором

Изготовление ростверка

Ростверк необходим для связи свай между собой, чтобы происходило одинаковое распределение нагрузки на опоры. Элемент фундамента не следует делать массивным, так как, его масса станет существенной нагрузкой для свай и увеличит расход бетона. Ширина ростверкового пояса должна быть соразмерна с шириной стены. Монтаж опалубки под конструкцию выполняется с учетом направления осей здания, нанесенных на обноску. Внутри формы монтируется гидроизоляция, затем насыпается песок и ставится арматурный каркас. Каждый слой бетона уплотняется. После набора прочности раствором, опалубка демонтируется. Получившаяся конструкция покрывается слоем гидроизоляции. Ваш фундамент готов.

Свайно-ростверковый фундамент ТИСЭ

Каждая из сторон строительного процесса стремится к сбережению финансов при минимальной потере в качестве продукции. При выборе вида основания здания, идеальным с точки зрения соотношения цены – качества станет фундамент по технологии ТИСЭ, который без сложностей монтируется собственными силами.