Глубина свай под дом: как правильно выбрать

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Для начала давайте рассмотрим основные преимущества использования свайно-винтового фундамента:

• Прочность и долговечность. Практика показывает, что бетонные конструкции разрушаются гораздо быстрее, чем прогнивает металл, а потому свайный фундамент с металлическими опорами выглядит предпочтительнее ленточного или столбчатого основания. К тому же железобетонный фундамент подвержен осадочным деформациям, в то время как свайным опорам такие проблемы не страшны. Практика показывает, что фундамент из свай стоит более 40 лет, не подвергаясь разрушениям.
• Дешевизна и экономия времени. Винтовые сваи устанавливаются прямо на грунт, без выравнивания, а значит, для их установки не требуется проводить земляные работы и рыть котлован. Данное обстоятельство существенно экономит время и деньги, ведь для строительства одноэтажного дома подобную конструкцию можно возвести даже без привлечения специальной техники! Для возведения фундамента не понадобится и специальная установка для заливки фундамента, что также сэкономит время и деньги.

Подсчеты показывают, что возведение свайно-винтового фундамента обходится приблизительно на 30% дешевле, чем строительство других видов несущих конструкций.

Универсальность. Несущая конструкция может быть возведена практически в любых условиях, как на равнинной, так и на гористой местности с имеющимися уклонами. Более того, дом на сваях можно возвести на болотистой местности, и даже в условиях вечно мерзлоты. Там, где многие другие опоры под строительные конструкции возвести просто нереально, сваи прекрасно устанавливаются и выполняют свою функцию на «отлично».

• Всесезонность. В отличие от других видов фундамента винтовые сваи можно устанавливать круглый год, хоть жарким летом, хоть лютой зимой. Данное обстоятельство совершенно не влияет на качество установки и надежность опорной конструкции. Соблюдается данное условие потому, что на глубине погружения наконечника сваи температура всегда стабильна.
• Устойчивость к пучению грунта. Свайные фундаменты прекрасно переносят морозное пучение в периоды промерзания почвы.
• Не требует застывания. Если ленточным и монолитным фундаментам требуется время для схватывания, застывания и набора прочности, то винтовые сваи можно начинать обвязывать буквально сразу после установки.
• Не впитывает влагу. Свайный фундамент не впитывает влагу из грунта, а значит, полы вашего дома всегда будут сухими и никогда не подвергнутся гниению.
• Возможность повторного использования. При необходимости ввинченные сваи можно извлечь из грунта и использовать повторно, уже в другом месте. Таким свойством не может похвастаться ни один другой фундамент!
• Не мешает подводу коммуникаций. Еще одним преимуществом свайно-винтового фундамента является то, что его возведение совершенно не мешает проведению инженерных коммуникаций к дому. Их можно монтировать как до, так и после установки свай.

Не лишена данная конструкция и недостатков, о которых также стоит знать перед началом строительства.

Устанавливается не везде. При всей универсальности рассматриваемой конструкции монтировать свайный фундамент на скалистых и каменистых грунтах не всегда возможно.

• Необходимость дополнительного обустройства подвала. Установка свайного фундамента не предполагает наличия подвала или цокольного этажа, а значит, если вам понадобится данное помещение, его придется строить отдельно.
• Не подходит для многоэтажных зданий. Специалисты не рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте строения больше одного этажа, особенно если они выполнены из камня или кирпича.
• Дополнительные затраты на утепление. Мы упоминали о преимуществах наличия пространства между поверхностью грунта и полом дома. Однако зашивка этого пространства потребует дополнительных финансовых вложений.
• Коррозия металла. Необходимо понимать, что металлические сваи с годами подвержены разрушительному действию коррозии. Особенно это характерно для опор, установленных в болотистых местностях и грунтах с высоким содержанием влаги. Чтобы такой фундамент с годами не упал, необходимо приобретать сваи с максимальной толщиной стенок, да к тому же с наличием антикоррозионной защиты. А это дополнительные траты.
• Невозможность монтажа вплотную к другим зданиям. Если вы решили построить террасу или другое строение вплотную к уже существующему дому, свайный фундамент вам не подойдет. Ввинтить такую сваю ни вручную, ни с использованием техники чисто технически невозможно. Более того, ввинчивая сваи вплотную к уже имеющемуся ленточному или столбчатому фундаменту, есть риск нарушить его и спровоцировать разрушение несущей опоры.

Как посчитать шаг

Наибольшее расстояние между буронабивными опорами определают как отношение несущей способности сваи (Р) к нагрузке строения на один погонный метр фундамента (Q). В свою очередь, Р представляет собой суммарный показатель боковой поверхности и основания.

Росн = 0,7 * Rн * F,

где Rн — нормативная несущая способность, F — площадь основания буронабивной сваи, а 0,7 — коэффициент однородности грунта.

Рбок. пов-ти = 0,8 * U * fiн * h,

где 0,8 — коэффициент условий работы, U — периметр сваи по сечению, fiн — нормативное сопротивление грунта у боковой поверхности сваи, h — высота слоя грунта, контактирующего с фундаментом.

Расположение буронабивных свай

Разделив массу здания на его периметр, получим Qк примеру, 6,2 т/м. В размер приплюсовывается длина основания не только наружных, но и внутренних стен, находящихся под нагрузкой (если есть). Предварительно выберем сваю Ø 30 и длиной 3 м. Р= 12,31 т.

Максимальное расстояние составит 1,98 м.

Теперь начинаем привязку промежутка между опорами к геометрии проектируемого здания. Учитывать необходимо кратность сторон периметра расстоянию между столбами. Увеличить размер просвета можно, приняв расчетную деталь с большим диаметром или длиной (увеличиваем числовое значение Росн, Рбок. пов-ти).

Строительные правила рекомендуют соблюдать расстояние между буронабивными колоннами от 3 до 6 их диаметров. То есть, в свету минимальный зазор 2 диаметра. Уменьшение возможно, ноне рационально. При бурении не происходит такого сдавливания грунта, как при забивании. Однако, близкое расположение столбов (менее 1 м) распределяет нагрузку на поверхность основания с взаимным наложением зон деформации основания. Получаем принцип куста. При расчете трения по боковой поверхности в кусте учитывается только внешний условный периметр всего куста опорных стержней, что уменьшает общее значение этого показателя. Также растет напряжение деформации под подошвой, что может увеличить осадку. Взаимовлияние в кусте рассчитывается по СП 50-102-2003 (п.7.4.4).

Технология выполнения

Технология бурения

Бурение передает нагрузки на грунтовой массив, поэтому есть ограничение по одновременной установке определенного числа свай. Если расстояние между стержнями меньше нормативного значения, устройство соседней стойки разрешается после твердения раствора в предыдущем стволе.

Нужно следить, чтобы на пути бура не встречались слои с галькой или валунами. Наконечник сверла может отклониться при прохождении таких напластований, и свая будет выполнена неправильно. Бурение может остановиться из-за трудности преодоления, или разрушится острие.

Бетононасос развивает давление до 25 – 30 атмосфер и инъекция проводится, пока смесь не будет выходить из устья забоя. Объем раствора составляет 1,5 – 2,5 от кубатуры скважины. Если ушло больше бетона, тподача приостанавливается до застывания и делается опрессовка. Ситуация возникает при слабых грунтах или в отсутствии обсадки.

Утепление фундамента

Фундамент утепляется для того, чтобы нейтрализовать силы морозного пучения, так как именно при замораживании и оттайке грунт имеет свойство менять свой объём

Если уберечь от замерзания почву под домом, то и теплопотери здания будут меньше – и уж тем более это важно для цокольного этажа, стены которого могут быть совмещены с фундаментом

Монтаж утеплителя даёт возможность вынести точку росы за пределы ограждающих конструкций отапливаемого подвала, и установить постоянную температуру в неотапливаемом. Чтобы изоляция была эффективной, утеплитель должен располагаться с внешней стороны конструкций. Внутренняя теплоизоляция если и выполняется, то в качестве дополнительной меры – или вынужденной, если дом уже построен на холодном фундаменте.

Конкретное место расположения утеплителя зависит от конструктива фундамента. Сваи вообще не утепляют, так как они углубляются далеко за пределы промерзания, да и способы их устройства не предполагают установку утеплителя. В основном изолируют ростверки: под нижней гранью, если он опирается на грунт, и по вертикальной грани вместе с той частью свай, что возвышается над землёй – с заходом утеплителя под отмостку.

По тому же принципу утепляют и фундаментные ленты, хотя тут многое зависит от конкретной глубины заложения и назначения здания в целом. Под подошвой утепляют только ленты мелкого заложения, так как они всегда находятся в зоне промерзания грунта. На глубоко заложенных лентах утепление всегда производится по вертикали до границ промерзания. Если в контуре ленты нет подвальных помещений, ленту утепляют на глубину 50-60 см. В наземной части утеплитель закладывается Г-образно: под отмосткой и с заходом на цоколь с таким расчётом, чтобы бетон отмостки не касался фундамента.

Бетонную ленту можно утеплить тремя способами:

1. С применением несъёмной пенополистирольной опалубки.
2. Закладкой пенопласта внутрь съёмной опалубки. При твердении бетона фундамент сращивается с утеплителем, обеспечивая самый лучший уровень адгезии.
3. Приклеиванием листов утеплителя к поверхности клеем.

Благодаря третьему способу, ленту можно утеплить и в процессе эксплуатации дома. А вот плита, одновременно являющаяся и полом дома, утепляется только во время строительства. Значит, применимы только первые два способа – во всяком случае, для горизонтального утепления. Если монтируется плита с направленными вниз рёбрами жёсткости, горизонтальных слоёв получается минимум два: под всей плитой вместе с рёбрами, с вылетом на ширину отмостки, и всё остальное пространство между рёбрами. Вертикальное утепление здесь имеет незначительную площадь, так как это всего лишь торцы плиты, у которой может и не быть цоколя.

Утепление фундаментной плиты

При устройстве ровного плитного фундамента, очень удобно использовать L-образные элементы из пенополистирола, с помощью которых собираются борта несъёмной опалубки. При использовании съёмных деревянных щитов, полосы пенополистирола можно так же вложить внутрь – либо приклеить позднее. Толщина горизонтального слоя утепления составляет минимум 100 мм, оно защищает фундамент не только от промерзания и проникновения влаги, но и становится дополнительной преградой для проникновения в дом опасного для человека газа радон.

Простой расчет количества свай

Количество элементов фундамента зависит от размеров строения и его веса. Расстояния между элементами фундамента могут быть следующими:

• если дом создается из дерева, расстояние между сваями должно составлять не больше 3 м;
• при создании дома из газобетонных блоков расстояние должно быть не более 2 метров;
• если дом установлен в регионе, где наблюдается высокая ветровая нагрузка, расстояние не стоит увеличивать больше 2,5 метра.

Чтобы точно подсчитать необходимое число элементов основания, нужно выполнить несколько действий:

1. Сначала необходимо составить схему расположения основания, учитывая расположение стен и тяжелых приборов, которые будут установлены в доме
2. При размещении фундамента сначала стоит устанавливать только те элементы, которые располагаются по углам строения.
3. После этого нужно расположить сваи, которые находятся на стыках несущих стен строения.
4. На следующем этапе происходит установка остальных элементов фундамента под стенами и перегородками. При этом необходимо соблюдать определенное ранее расстояние.
5. Затем происходит заполнение остального пространств под домом.
6. В месте, над которым будет устанавливаться печь или камин, на чертежах необходимо расположить минимум 2 сваи. Их количество зависит от размеров и веса отопительного прибора.
7. При установке крыльца или террасы распределение свай происходит по ранее описанному принципу
8. После этого происходит общий подсчет количества свай, необходимых для определенного дома.

Таким образом, рассчитать сваи для описываемого типа фундамента можно самостоятельно достаточно легко.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного свайного и столбчатого ростверкого фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003

Свайный либо столбчатый фундамент – тип фундамента, в котором сваи либо столбы находятся непосредственно в самом грунте, на необходимой глубине, а их вершины связаны между собой монолитной железобетонной лентой (ростверком), находящейся на определенном расстоянии от земли. Главным отличием между столбчатым и свайным фундаментом является разная глубина установки опор.

Основными условиями для выбора такого фундамента является наличие слабых, растительных и пучинистых грунтов, а так же большая глубина промерзания. В последнем случаем и при возможности забивания свай при любых погодных условиях, такой вид очень актуален в районах с суровым климатом. Так же к основным преимуществам можно отнести высокую скорость постройки и минимальное количество земляных работ, так как достаточно пробурить необходимое количество отверстий, либо вбить уже готовые сваи с использованием специальной техники.

Существует различное множество вариаций данного типа фундамента, таких как геометрическая форма свай, материалы для их изготовления, механизм действия на грунт, методы установки и виды ростверка. В каждом индивидуальном случае необходимо выбирать свой вариант с учетом характеристик грунта, расчетных нагрузок, климатических и других условий. Для этого необходимо обращаться к специалистам, которые смогут произвести все необходимые замеры и расчеты. Попытки экономии и самостроя могут привести к разрушению постройки.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Влияние грунтовых вод

В строительной среде ходит такой термин – цементная бацилла. Это когда бетонная конструкция разрушается под действием негативных факторов, к которым относятся и грунтовые воды. Но надо понимать, что на бетон негативно влияет не сама вода, а растворенные в ней соли и различные химические вещества. Они проникают в тело бетона, где взаимодействуют с цементом или наполнителями, разрывая их связи между собой. Отсюда и появление всевозможных налетов, темных пятен и неприятных запахов.

Высокое УГВ – это проблемы еще на стадии копки котлована. Внутри собирается вода, которая размягчает дно, что приводит к снижению несущей способности грунта. Если это произошло, то придется в первую очередь продумать и заложить систему дренажей, с помощью которой появится возможность откачать воду.

Есть технологии, которые не требуют осушки  участка. Для закладки фундамента используют свайный метод с забиванием столбов в глубину земли до плотных слоев. Неплохой вариант, но затратный и трудоемкий. Без наличия специальной техники такой фундамент не соорудить. Для частного домостроения эту технологию используют редко. Поэтому к устройству фундамента при высоком уровне грунтовых вод подходят с позиции именно осушения.

И еще один отрицательный момент. Опасное время для таких участков – зима с минусовыми температурами. Промерзание грунта зимой превращается в опасную для фундамента ситуацию. Морозное пучение и высокий УГВ могут разрушить конструкцию основы дома за один сезон.

Борьба с грунтовыми водами

Участок с высокими грунтовыми водами

Если так случилось, что ситуация в вашей местности резко изменилась и по каким-то причинам грунтовые воды стали подступать все ближе к поверхности, есть несколько способов, которые помогут частично облегчить ситуацию:

• Организация живой изгороди. Для этого необходимо подобрать растения, которые очень любят влагу и имеют широкую крону, что будет способствовать достаточному уровню испарения. Например, можно использовать шиповник, боярышник, спирею, иву, облепиху, бузину. Организовав небольшой садик, можно значительно сократить уровень подтоплений.
• Открытая дренажная система Открытая дренажная система. По периметру участка выкапывается траншея. Ее глубина должна быть не менее 70 см. В некоторых случаях потребуется уйти глубже. Все будет зависеть от того, на каком уровне находится верховодка. Дно трамбуется и засыпается песком, который также хорошо уплотняется. Его слой должен достигать минимум 10 см. Таким же пластом настилается мелкий щебень. Излишки влаги будут уходить в этот дренаж. Вывести его можно как можно дальше от территории. Минусом такого решения является необходимость постоянной чистки каналов, чтобы они не заболочивались.
• Закрытая дренажная система. Подготавливаются траншеи подобным образом, как описано для предыдущего случая, но углубиться потребуется до 1,5–2 м. На песчано-гравийную подушку укладывается геотекстиль. В пластиковой или другой трубе диаметром от 200 мм делаются отверстия, чтобы она получилась перфорированной. Патрубки опускаются в траншею и снова накрываются геотекстилем. Сверху все засыпается грунтом.
• Колодец поможет в определенной мере решить трудность. Для этого необходимо будет выбрать самую низкую точку на участке и выкопать колодец максимально возможной глубины. Вся вода будет собираться туда.
• Иглофильтровальная установка Иглофильтровальная установка. Представляет собой коммерческий продукт. Это труба с иглофильтром на конце. Она соединяется с вакуумным коллектором и насосом. Откачка воды осуществляется в автоматическом режиме.
• Принудительная откачка. Для этих целей бурится несколько скважин в определенных местах до водоносного слоя. В середину устанавливаются центробежные насосы, которые производят откачку жидкости на поверхность. Далее осуществляется ее сброс в канализацию или дренажную систему.
• Вакуумная установка. Применяется в тех случаях, когда проницаемость грунта низкая. На поверхности устанавливаются резервуары. В них создается разреженное давление, которое заставляет воду подниматься в них. Отвод осуществляется, как и в предыдущем случае.

Кессон

При подъеме грунтовых вод важно побеспокоиться о защите источников чистой питьевой воды. Для скважин применяется установка кессона

Проводятся земельные работы до нижнего уровня водоупорного слоя. Устанавливается конструкция, которая будет отсекать попадание нежелательной жидкости внутрь. Для колодцев применяется способ внешней и внутренней гидроизоляции. По периметру выкапывается траншея и кольца обрабатываются специальным составом.

Теперь вы знаете основные способы, используя которые можно примерно определить уровень грунтовых вод. Если они будут на глубине менее 2,5 метров, тогда строительство на таком участке вести нежелательно.

Грунтовые — это подземные воды, которые расположены наиболее близко к земляной поверхности. Они залегают в верхнем слое земли, который отделен от нижних специальным водоупорным пластом из глины и камня.

Поверхностный слой обладает высокой водопроницаемостью – влага впитывается в почву и затем скапливается над пластом из пород, которые не пропускают ее глубже.

Свайный каркас

Фундамент на винтовых сваях лучше всего использовать на сложных грунтах с преобладанием в них торфа, суглинка, глины или там, где местность достаточно болотистая

Фундамент на винтовых сваях лучше всего использовать на сложных грунтах с преобладанием в них торфа, суглинка, глины или там, где местность достаточно болотистая. Благодаря такому каркасу движение пучнистого грунта не принесет вреда готовой конструкции.

В основе свайного каркаса лежат прочные винтовые сваи, которые заглубляют в грунт посредством вращения по типу шнекового бура. Особенностью таких опор является способ их изготовления. Как правило, это либо литой углеродистый стальной сплав, либо сплав, собранный методом сваривания. То есть лопасти приваривают к столбу. Конечно, лучше использовать литые опоры. Они будут в разы надёжнее.

Толщина стенок сплава в винтовых сваях варьируется от 4 до 6,5 мм, что позволяет использовать такие опоры не только в частном строительстве, но и при возведении промышленных предприятий (настолько большую несущую способность имеют опорные сваи).

Преимуществам фундамента на сваях относят:

• Экономическую выгоду. Так, стоимость проведения монтажных работ в отличие от обустройства каркаса железобетонного типа будет в среднем на 30% дешевле.
• Минимальный расход времени на проведение работ. Даже при непрофессиональном подходе справиться с монтажом можно за 3-5 дней.
• Возможность строительства жилого дома на сложных пучнистых грунтах. Более того, именно вариант фундамента на винтовых сваях в этом случае считается лучшим.
• Крепость и надежность основания. Фундамент на сваях в условиях постоянного движения грунта способен послужить от 100 и более лет. Такой параметр обусловлен использованием специального высоколегированного стального сплава для изготовления опор.
• Возможность проведения монтажных работ в любое время года. Сталь винтовых свай одинаково хорошо вживается в грунт при любых погодных условиях.

Устройство свайного фундамента актуально там, где рельеф участка имеет большие перепады

Кроме того, устройство свайного фундамента актуально там, где рельеф участка имеет большие перепады. Достаточно вогнать сваи таким образом, чтобы в верхней своей точке они имели единую ровную плоскость для строительства дома.

Но при всех своих преимуществах свайный фундамент имеет и несколько недостатков. Вот основные из них:

Качество материала, из которого могут быть изготовлены винтовые сваи. Так, при незнании можно наткнуться на недобросовестного производителя и поставщика, которые продадут некачественный материал

А учитывая особенность стали подвергаться коррозии, важно следить, чтобы покупаемые сваи обязательно были обработаны специальным составом против ржи. Иначе свайный каркас со временем будет безвозвратно испорчен, что в свою очередь грозит разрушением здания. Кроме того, если покупаются сварные сваи, то края сварки должны быть ровными и непрерывистыми

При этом сварочный шов должен быть дополнительно обработан битумной мастикой. Невозможность монтажа каркаса на каменистом грунте. При проведении работ на таком участке лопасти сваи могут просто поломаться. Поэтому перед проектированием так важно провести оценку и анализ грунта на участке. Отсутствие подвального помещения у дома на сваях. В этом случае, во-первых, придётся хорошо обустраивать в грунте все водопроводные коммуникации с их тщательным утеплением, а во-вторых, потребуется тщательное утепление пространства под полом

Кроме того, если покупаются сварные сваи, то края сварки должны быть ровными и непрерывистыми. При этом сварочный шов должен быть дополнительно обработан битумной мастикой. Невозможность монтажа каркаса на каменистом грунте. При проведении работ на таком участке лопасти сваи могут просто поломаться

Поэтому перед проектированием так важно провести оценку и анализ грунта на участке. Отсутствие подвального помещения у дома на сваях

В этом случае, во-первых, придётся хорошо обустраивать в грунте все водопроводные коммуникации с их тщательным утеплением, а во-вторых, потребуется тщательное утепление пространства под полом.

Зависимость размера оголовка от диаметра опоры

Типовой размер винтовой части свай имеет ширину и высоту, равные 25 см. Как правило, для оголовков используют высокопрочную сталь (09Г2С, 3СП5 и другие марки). При этом толщина конструктивного элемента должна составлять не меньше 4 мм. Зависимость между основными параметрами лопасти отражена в таблице:

Параметры винтовой части сваи, мм
D внутренний	D внешний	шаг гибки лопасти
57	200	3
89	250	4
108	300	5
133	350	6

Внутренний диаметр оголовка должен соответствовать размеру сечения сваи. Для различных нужд используют определенные типы оголовков, которые отличаются раскроем конуса. Для сложных грунтов используют сваи с усиленными удлиненными лопастями.

Когда актуальны такие основания

Если строительная площадка отличается высоким уровнем грунтовых вод, если в зимнее время почва начинает пучиниться, тогда свайный фундамент это то, что нужно. В холодное время почвы могут подниматься. Если же усилие на опоры ниже, чем сила подъема почвы, тогда основание еще поднимется.

Весной этот грунт осядет, что приводит к проседанию здания. Эти процессы редко проходят относительно равномерно, поэтому могут образовываться трещины. Стоит учесть, что монтаж основания ниже уровня промерзания грунтов не защитит здание от пучения грунтов.

Варианты свай

Решить эту проблему можно лишь при помощи свайной технологии. Сегодня существуют разные сваи. Их применяют на участках, где грунт не обладает плотностью, на торфяных площадках, а еще там, где грунт промерзает достаточно глубоко.