Устройство свайных фундаментов

«Светлые» и «темные» стороны винтовых свай и фундаментов на их основе

Как и любая технология, технология изготовления свайных винтовых фундаментов имеет как достоинства, так и недостатки.

Достоинства винтовых свай

У всех свайных фундаментов есть одно неоспоримое преимущество перед плитными и ленточными – «хорошее» поведение в сложных просадочных грунтах: песчаники, глины, болота. Если свайное поле верно рассчитано и смонтировано, то ни просадки, ни эрозия ему не страшны.
Не вызывают сомнения и экономические выгоды. Как показывает практика, такой тип фундамента будет дешевле ленточного в три раза, а плитного – в пять. Такие цифры – весомый аргумент при выборе.
При сравнении скорости монтажа, неоспоримое преимущество у винтовых свайных фундаментов. Даже при ручном производстве работ скорость монтажа винтовых свай в четыре-пять раз выше, чем при возведении ленточных и плитных фундаментов.
Результатом вышеизложенного является ускорение общего хода работ, так как монтаж ограждающих конструкций можно начинать сразу после монтажа свай. А не делать технологический перерыв на время высыхания бетона. Монтаж свайно-винтового фундамента, возможен в любое время года.
Для производства работ по монтажу винтовых свай нет ограничений ни по сезону, ни по климатической зоне. На бетонные работы зимой накладываются определенные температурные ограничения, вызванные спецификой технологии заливки бетона.
Несомненным преимуществом использования винтовых свай является возможность выполнять операцию по заглублению свай не только механизированным способом, но и вручную

Это особенно важно при дачном строительстве, так как, иногда работы приходиться проводить вдали от хороших дорог, а то и в условиях из полного отсутствия. А бетонные работы – дело утомительное и не каждому «по плечу».
Возведение бетонного фундамента на склоне выльется владельцу дома «в копеечку»

Применение фундамента из винтовых свай позволяет достигнуть эффекта сопряжения поверхностей только лишь путем изменения глубины погружения свай в процессе ввинчивания.
При хорошо продуманной и тщательно исполненной антикоррозионной защите, реальный срок эксплуатации винтового свайного фундамента колеблется от 40 до 70 лет, что вполне достаточно для зданий и сооружений на дачном участке.

Наконечник винтовой сваи

 Недостатки

1. Так как сваи изготавливаются из стали, то они несут в себе один из главных недостатков, присущих стальным изделиям – подверженность коррозии. Основным решением для защиты надземной части свай является применение антикоррозионного покрытия. Подземная часть – наиболее уязвима для коррозии. Существуют способы борьбы с коррозией подземной части:
   • нанесение антикоррозионных покрытий;
   • использование толстостенных труб и лопастей;
   • бетонирование или цементирование внутреннего пространства трубы сваи;
   • применение легированных сталей.
   Однако, несмотря на все старания, срок службы таких свай ограничен 40–70 годами, как было указано выше.
2. В отличие от монолитных фундаментов неглубокого заложения, свайные фундаменты требуют достаточно хорошего изучения геологических условий площадки строительства. Они очень «не любят» скальные осадочные породы, каменистые грунты. При ручном способе ввинчивания свай в такие грунты происходит отклонение сваи от вертикального положения, возможны повреждения как труб свай, так и лопастей.
3. В связи с относительно низкой несущей способностью свай, расчет фундамента представляет определенные сложности.

Видео описание

Какие особенности бетонных забивных свай? Мы поговорим о свайном фундаменте в нашем видео:

Это важно! Срок возведения фундамента можно значительно сократить – до 2-х дней. Фундамент из винтовых свай не требует времени на усадку или затвердевание

Для создания такого основания здания достаточно 3-4 человека.

• возможность возведения в любых погодных условиях;
• равномерное распределение нагрузки на фундамент за счет увеличения количества несущих конструкций в местах с большей нагрузкой;
• возможность беспрепятственно построить дополнительное помещение рядом с уже возведенным зданием;
• устойчивость конструкции при сейсмической активности;
• отсутствие биологического вреда для экосистемы, где строится помещение;
• длительный срок службы.

Достроить террасу на винтовых сваях — просто и недорого Источник Распределение нагрузки в фундаменте из винтовых свай рассчитывается еще на этапе проектирования будущего строения. Изначально предусматриваются места, которые требуют повышенной устойчивости и надежности конструкции. В таких участках, как правило, устанавливают дополнительные элементы. Кроме того, начинать возводить стены конструкции можно сразу же после окончания обвязки. Что касается, например, бетонного основания, то для начала строительных работ по возведению стен нужно подождать минимум месяц до полного затвердевания бетона. Таким образом, разрушается второй миф о том, что в фундаменте из винтов происходит неравномерное распределение нагрузки.

Стоит также выделить возможность строительства свайного фундамента в любое время года. Вне зависимости от погодных условий такая конструкция будет отлично проходить почву и намертво закрепляться в ней.

Недостатки

Как и все виды фундамента, винтовые сваи имеют свои недостатки, возникновение которых можно предотвратить при правильном проектировании и строительстве. Ведь на вопрос, как правильно построить дом на сваях, может ответить только профессионал.

К основным недостаткам фундамента из винтовых свай можно отнести:

• необходимость в утеплении полов;
• затрудненное строительство подвала или цокольного помещения;
• невозможность строительства на каменистых грунтах;
• обвязка каркасного дома на винтовых сваях — затруднительный процесс с множеством нюансов;
• при разрушении защитного слоя возможно изменение качеств металла (возникновение коррозии), что значительно влияет на безопасность и надежность конструкции.

Пол в доме на винтовых сваях потребует хорошего утепления Источник

Изготовление свайного основания своими руками

Последовательность действий по сооружению свайного основания:

Прежде всего понадобится выполнить разметку контура основания.

Далее нужно удалить плодородный слой и почву из траншеи на глубину, которая соответствует толщине ростверка.
Выполняется сооружение опалубки.
По периметру конструкции с шагом в 2 м нужно сделать ямы с помощью садового бура. Диаметр скважин — 120—150 мм. Глубина отверстия должна быть больше уровня промерзания земли. Минимальное значение составляет 1500 мм. В нижней части скважину следует расширить до 350 мм в диаметре. Высота расширения — 300 мм.

После этого в яму нужно засыпать песок. Высота слоя — 5 см. Далее засыпку нужно утрамбовать.
В полученное углубление понадобится вставить оболочку из рубероида по заданной толщине опоры до начала расширения.

Выполняется монтаж каркаса из прутьев. Его можно соорудить из армирующих стальных прутьев. Между собой детали следует скреплять с помощью сварочного устройства, пластмассовых хомутов или стальной проволоки

Важно позаботиться о том, чтобы силовые прутья выступали за верхнюю часть столба. После этого каркас ростверка понадобится соединить с опорами основания.

После этого производится заливка бетонного раствора

Смесь может быть готовой или её можно приготовить самому. Воды в составе должно быть не больше 70% от массы цемента.

Бетонный раствор нужно утрамбовывать при помощи электрического вибратора. Если его нет, можно использовать железный прут или трамбовку из дерева, диаметр которой не должен превышать размеры каркаса из металла.
Через 2,5 часа после выполнения работ открытую поверхность строительной смеси и опалубку ростверка нужно пролить водой. Чтобы бетон застывал постепенно, его нужно накрыть плёнкой из полиэтилена.

После этого понадобится соорудить и установить ростверк.

Монтаж ростверка

Конструкцию нужно приподнять над почвой. Это позволит исключить утечку тепла из помещений через землю. На опорах можно соорудить монолитный ростверк. Методика его сооружения схожа с устройством ленточного основания.

Пошаговое руководство:

1. Прежде всего понадобится сформировать опалубку. Щиты из дерева или ДСП листы нужно прочно скрепить между собой.

2. Допускается использование несъёмной опалубки, которая будет служить и слоем для теплоизоляции.

3. Внутри опалубки понадобится сделать металлическую армирующую конструкцию. Каркас изготавливается из прутьев. Понадобится сделать 2 горизонтальных яруса, после чего упрочнить их внутри перемычками по горизонтали. Друг с другом детали скрепляются с помощью вертикальных перемычек.

4. Когда опалубка и силовой каркас будут сформированы, понадобится выполнить заливку бетонной смеси. В процессе заливки бетон нужно уплотнять вибратором или простой трамбовкой.

Свайный фундамент будет готов приблизительно через 15–30 дней.

После распалубки понадобится выполнить гидроизоляцию основания. Сделать это можно несколькими методами:

• пропитка пенетрирующим средством (срок службы такой же, как и у бетонных конструкций);
• использование битумной мастики (вариант является бюджетным, срок службы — 15–30 лет);
• монтаж рулонных материалов в несколько слоёв с герметизацией стыков (срок службы — 30–50 лет).

Рекомендуется использовать пропиточную гидроизоляцию или комплекс мероприятий, состоящий из обмазки мастикой и монтажа материалов в рулонах.

Отмостка

Любой фундамент требует отмостки с уклоном в 4–7° от частного дома наружу. Конструкция позволяет отводить воды после дождя или растаявшего снега под ростверком. Чтобы стоки не повредили почву, прилежащую к отмостке, в её внешний периметр нужно интегрировать дождеприёмники и лотки, которые будут перемещать жидкость в ёмкость под землёй.

Чтобы снизить силы пучения под ростверком, которые оказывают выдергивающие нагрузки на опоры, отмостку надо утеплить на глубине 50–60 см. Для этого на дно ямы нужно уложить пенополистирол. Отмостка должна быть на 7–9 см шире скатов крыши, чтобы в случае переполнения ёмкостей водостока кровли жидкость не разрушила плодородный слой.

Рекомендуемая ширина отмостки — 0,8–1 м.

Отмостка свайного фундамента может быть выполнена из бетона

Её можно изготовить из таких водонепроницаемых материалов:

• тротуарная плитка;
• стяжка из бетона толщиной в 6 см;
• ПВХ плитка.

Если есть желание сэкономить, можно использовать сухую смесь из асфальтобетона. Её следует уплотнить трамбовкой.

Утепление и гидроизоляция

Для любой разновидности свайного фундамента обязательно нужно выполнять гидроизоляцию. Применение и выбор напрямую зависят от того, какая у основания конструкция. В случае свайно-ростверкового основания и обвязки из металла или бруса разумнее применять гидроизоляционные материалы обмазочного типа. Рулонную гидроизоляцию лучшее всего использовать в случае с ленточной или плитной наземной частью либо ростверком.

Также стоит учитывать, что независимо от расположения фундамента из железобетона вся конструкция будет тянуть тепло от дома. По этой причине свайное основание нуждается в проведении теплоизоляционных работ

Обратите внимание на то, что утеплять нужно только наземную часть. Самый оптимальный вариант – это плиты «Пеноплекс»

Существуют специальные материалы, которые предназначены для утепления фундамента. Плиты нужно закреплять снаружи, по бокам и внутри.

Перед тем как сделать сваи для фундамента своими руками, нужно тщательно провести расчеты. И особенности проведения утепления и гидроизоляции обязательно учитывайте на начальном этапе.

Материалы, которые понадобятся для изготовления свай

Таблица сечений и длины свай.

В большинстве случаев опорные элементы располагаются строго вертикально, однако в некоторых случаях их располагают под наклоном. Подобные решения чаще всего используются в почве с горизонтальными силами.

Для того чтобы изготовить сваи, можно использовать следующие материалы:

1. Стальные трубы. Сваи, которые изготавливаются из данного материала, имеют большое количество недостатков. В данном случае понадобится подготовить крановое оборудование, если диаметр труб составляет больше 10 см, а длина превышает 3 м. Металл надо будет тщательно обработать при помощи антикоррозийного покрытия. Такой метод подразумевает большой расход металла.
2. Дерево. В данном случае в качестве свай будут использоваться ровные столбики диаметром до 35 см и длиной менее 8,5 м. Следует использовать исключительно хвойные породы деревьев. Это самый дешевый метод изготовления свай, однако он используется довольно редко. Связано это с тем, что древесина подвергается быстрому гниению. Однако если использовать современные составы для обработки данного материала, то данную технологию изготовления свай можно применять при возведении фундамента.
3. Железобетон. Подобные сваи можно изготавливать непосредственно на месте, если будет подготовлено все необходимое оборудование. Чтобы изготовить подобные сваи, следует использовать бетон марки М200 или выше. Период службы подобных опорных элементов составляет более 100 лет.

Лучше всего изготавливать железобетонные сваи сплошного сечения, винтовые элементы из стали или набивные конструкции из бетона. Для заглубления рекомендуется применять буронабивной метод.

Работы по устройству буронабивного свайного фундамента своими руками

Устройство буронабивных свай включает следующие этапы:

Бурение скважин под сваи

Ручным бензиновым, или электрическим буром (см. фото 1;2.) бурим скважины диаметром 30 см и глубиной до 5 м.

Ручным или мотобуром бурим скважины под сваи

Стоит учесть, что расширение подошвы фундамента повышает несущую способность сваи в несколько раз. Для этих работ существуют особые буровые головки различных моделей, имеющиеся в свободной продаже.

Длина сваи должна быть достаточной чтобы:

а) пройти зону промерзания самое меньшее на 0,5 м;б) пройти слабые слои и опереться на плотные слои грунта.

Устройство опалубки сваи

Для сыпучих почв из нескольких слоёв рубероида изготавливаем трубу по диаметру скважины, но на 200-300 мм длиннее. Эту своеобразную опалубку опускаем в скважину. Для опалубки отлично подойдёт и асбестоцементная труба.

Для опалубки под свайный фундамент отлично подойдёт асбестоцементная труба

Если опалубки не делать, то при заливке бетона цементное молочко будет просачиваться в грунт, что снизит прочность сваи. Кроме того, поверхность будет шероховатой, станет удерживать больше влаги и циклы замерзания-оттаивания будут быстрее разрушать сваю.

В плотных грунтах можно обойтись и без опалубки, установив её только в оголовке сваи (см. фото 3)

Армирование сваи

арматурного каркаса

Для каркаса используем 3-4 арматурных стержня d 6-8 мм. Стержни в единую конструкцию скрепляем через 500-600 мм по высоте поперечинами или хомутами. Готовый каркас располагаем так, чтобы он вошёл в скважину на всю её глубину, а снаружи возвышался на высоту ростверка, за вычетом 2-3 см (защитный слой). Не забываем про защитный слой бетона для арматуры по высоте тела сваи: располагаем каркас не вплотную к опалубке, а с зазором 3-5 см.

Бетонирование сваи

Бетон укладываем в скважину слоями по 40-60 см с уплотнением вибратором или штыкованием. Процесс бетонирования сваи должен быть непрерывным. Застывший и свежий бетон в месте контакта не создадут цельного монолита, образуют так называемый «холодный шов», ослабляющий прочность конструкции почти как трещина.

Используем тяжёлый бетон с наполнителями из кварцевого песка и щебня твёрдых горных пород фракцией до 20 мм.

Описание винтовых свай.

Основным элементом фундамента является металлическая винтовая свая. Она представляет собой обычную стальную трубу. При этом толщина металла должна быть не меньше 4 мм.

На остром конце винтовой сваи находится режущая лопасть. Благодаря ей происходит ввинчивание в грунт. Из-за идеальной формы лопастей их можно просто ввинчивать на нужную глубину благодаря силе 3–4 строителей.

Для объектов, имеющих перепады в высоте или при наличии иных боковых нагрузок, используются сваи, на остром конце которых имеются две лопасти. Это придает дополнительную надежность практически любому строению.

Диаметр лопастей колеблется в пределах 200–850 мм. По внешнему виду свая напоминает громадный саморез. Она имеет диаметр от 50 до 350 мм. Ее длина составляет 2–11 м. Самые маленькие сваи используются для установки заборов, рекламных щитов, навесов. В продаже встречаются полые и цельные сваи.

Установка винтовых свай, видео:

Благодаря перпендикулярному расположению лопастей, винт не разрыхляет грунт. Несущая способность данных свай колеблется в пределах 5-25 т. Бывают разные варианты проектов фундаментов. Они зависят от типа будущего строения и грунта. Самые популярные из них:

• одиночные сваи (поддерживают отдельные элементы) нередко применяются в том случае, когда необходимо пристроить что-то к уже имеющемуся зданию;
• стандартный фундамент – используется под колонны и основные элементы строения;
• свайные ленты – располагаются под стенами строения;
• свайное поле – используется для тяжелых конструкций.

Для деревянного дома выбирают крепкие и долговечные сваи с литыми наконечниками.

Особое внимание необходимо уделить защитному покрытию этого строительного материала. Для проверки его качества можно попросить у продавца сделать тестовое закручивание. Если металл сильно оголится, то винтовые сваи покрыты плохой защитой

Если металл сильно оголится, то винтовые сваи покрыты плохой защитой.

Самое лучшее покрытие производится на основе высококачественной полиуретановой смолы. Не менее надежные и оцинкованные сваи. Их обрабатывают с помощью горячей оцинковки. Они покрыты защитой как снаружи, так и внутри.

Достоинства данных свай:

• Возможность их повторного использования. Это обусловлено тем, что они демонтируются без каких-либо повреждений.
• Отпадает необходимость в выполнении большого объема земляных работ. Возведение свайно-винтового фундамента возможно на обводненных и подвижных участках.
• Монтаж данного фундамента осуществляют за 1–3 дня. Работы, производимые вручную, более продолжительные, чем с применением специальной техники.
• Строительство дома начинают сразу же после монтажа оголовка.
• Они идеальны для возведения различных пристроек к строению.
• Срок службы свайно-винтового фундамента составляет 150 лет. После дополнительной обработки винтовые сваи могут прослужить без замены более 200 лет.
• Себестоимость возведения данного фундамента почти втрое ниже, чем ленточного.
• После возведения фундамента на участке не скапливается строительный мусор.

Недостатки винтовых свай немногочисленны:

• их нельзя использовать на крупнообломочных и скальных грунтах;
• проседание грунта, при плохо проведенном обследовании участка;
• деформация фундамента, происходящая при нарушении технологии (она возможна в случае, если при вкручивании свай не фиксировали их положение, их устанавливали в заранее выкопанные ямы или забивали, сделали неправильную обвязку свай);
• коррозия свай из-за отсутствия или плохой антикоррозийной обработки;
• ограничение строительства легкими и небольшими домами, например, из арболита или полистеролбетона.

Особенности фундамента на сваях

Основные преимущества заключаются в том, что фундамент на винтовых сваях сооружается за короткие сроки и стоит на порядок ниже других видов основания – ленточного и плитного. Также он отличается относительно высокой несущей способностью, однако здания в несколько этажей и строения из тяжелых материалов (кирпича и др.) возводить на нем не рекомендуется.

Другие достоинства:

• Простая технология устройства и минимальное количество земляных работ.
• Возможность продолжения строительных работ в день установки свай.
• Предрасположенность к модернизации – при необходимости постройку можно расширить уже в ходе эксплуатации путем монтажа дополнительных свай.
• Отсутствие влияния уровня расположения грунтовых вод.
• Абсолютная стойкость к морозному пучению.
• Качественная вентиляция подполья – благодаря этому свайные основания идеально подходят для деревянных строений.
• Длительный срок службы – качественные металлические сваи, дополнительно обработанные противокоррозийными средствами, способны прослужить 50 и более лет.
• Возможность установки винтовых опор вручную, без привлечения спецтехники.

Фото 1. Процесс самостоятельного вкручивания свай в почву

Основные недостатки винтового фундамента:

• Отсутствие конструктивной возможности сделать подвальный или цокольный этаж.
• Необходимость утепления подпольного пространства, что ведет к дополнительным финансовым затратам.
• Высокая сложность или даже невозможность сооружения на каменистых и скалистых грунтах.
• Пагубное воздействие коррозии на металл – поэтому не рекомендуется устройство фундаментов этого типа вблизи источников блуждающих токов (электроподстанции, электрофицированные железные дороги, вышки сотовой связи и т.д.)

Назначение и основные виды свайных фундаментов

Чтобы построить дом можно применять различные типы основания, в том числе свайные

Чтобы построить дом можно применять различные типы основания, в том числе свайные. Посредством данной основы возводятся не только жилые, но и промышленные объекты, строения вспомогательного значения и многоэтажные здания на слабых грунтах. Технология позволяет ускорить процесс обустройства подвальных, цокольных помещений или исключить подобные строительные работы из сметы. Основными причинами для возведения основы на сваях служат такие показатели:

1. Слабость верхнего грунтового слоя. Подобные смеси могут состоять из торфа, перегнойных смесей, песка и глины. При этом насыщенность водой делает грунт плывучим, нестойким, а значит, придется построить свайный фундамент своими руками, чтобы перенести нагрузку сооружения на более глубокие грунтовые слои.
2. Излишняя плотность грунтов также мешает обустройству другого типа основания. А вот свайные конструкции позволяют минимизировать объемы земельных работ, а также уменьшить подготовительные работы: рытье котлованов, транспортировку грунта, покупку бетонной смеси и прочее.

Свайные фундаменты бывают нескольких типов: свайно-ростверковыми, винтовыми и ленточными. Плюсы и минусы имеются у каждого вида, стоит рассмотреть их подробнее.

Свайно-ростверковая основа

В случае выбора именно этого типа фундамента, необходима повышенная точность расчетов и соблюдение технологических особенностей строительства

Имеет свои положительные и отрицательные качества. Плюсами фундамента для дома являются:

• применяется практически на любом типе грунта;
• обладает повышенной устойчивостью;
• хорошая несущая способность (удерживает стены с достаточным удельным весом);
• экономность обустройства – нет необходимости покупать раствор, можно все изготовить своими руками;
• связка посредством ростверка всей конструкции в монолит добавляет прочности в случае появления усадки грунтов;
• нет необходимости дополнительно расчищать строительную площадку;
• обладает естественной проветриваемой способностью плоскости здания, что снижает влажностные показатели (устранение конденсата);
• обеспечивает безопасность в случае наводнения или если в местности наблюдаются повышенные сезонные паводки;
• оперативность возведения.

Минусы фундамента:

1. нельзя обустраивать на скальных и каменистых грунтах;
2. при возникновении угрозы горизонтальных подвижек почвы возникают трудности установки;
3. высокая стоимость фундамента в сравнении с другими типами;
4. если нужен цокольный или подвальный этаж, лучше отказаться от свайного основания;
5. применение показано только для легких, средне-легких, средне-тяжелых строений;
6. необходимость предельно точных расчетов, что требует профессионального исследования, а это дорого.

Свайно-винтовой фундамент: достоинства и недостатки

Это одна из старейших технологий, поэтому ее плюсы и минусы изучены основательно

Это одна из старейших технологий, поэтому ее плюсы и минусы изучены основательно. Итак, достоинства:

• дешевизна обустройства;
• оперативность возведения;
• нет необходимости выравнивать грунт, рыть траншеи и вообще проводить земляные работы в большом объеме;
• не нарушается ландшафт и структура почвы;
• нет вибрации при монтаже, а значит, дом можно установить рядом с архитектурным памятником, вековыми деревьями и прочими объектами, запрещенными к разрушению;
• легко возводится на болотистых, прибрежных грунтах;
• строится вне зависимости от погодных условий;
• конструкцию можно использовать многократно;
• монтаж требует минимальных физических, финансовых затрат.

Минусы:

1. элементы опор подвергаются коррозии;
2. недолгий срок эксплуатации;
3. отсутствие цокольного этажа.

Свайно-ленточный фундамент: преимущества и недостатки

Основание достаточно популярно, но обладает своими специфическими особенностями

Основание достаточно популярно, но обладает своими специфическими особенностями. Плюсы:

• доступен для обустройства на строительных площадках со сложным рельефом;
• минимальное задействование технических и человеческих ресурсов позволяет говорить об экономичности;
• такой фундамент может противостоять и держать слабые толчки и подвижки грунта;
• сваи изготавливаются буквально из подручного материала;
• скорость обустройства.

Минусы:

1. обязательность проведения тщательных геодезических исследований грунта;
2. необходимость точного расчета параметров каждого свайного элемента;
3. отсутствие цокольного/подвального этажа;
4. обязательные утеплительные работы первого этажа;
5. показано применение для зданий не более 3-х этажей.