Устанавливаем дом на свайно – винтовой фундаменте: Плюсы и минусы и монтаж

Монтируем ростверк

Одним из распространенных вариантов ростверка является конструкция на базе деревянного бруса.

На примере использования балки сечением 15х15 см рассмотрим последовательность действий по монтажу:

1. Пропитайте деревянный брус антисептиком.
2. Уложите балку на торцевые площадки.
3. Состыкуйте брусья с минимальным зазором.
4. Зафиксируйте нижний венец саморезами.
5. Уложите поперечные брусья.
6. Соедините их с нижним контуром.
7. Гидроизолируйте древесину мастикой.
8. Обшейте торцевую часть ростверка досками.

Эта конструкция ростверка – двойная. Возможен одинарный вариант, когда стыковка продольных и поперечных балок производится на оголовках.

Буронабивной свайный фундамент своими руками

Представленная ниже пошаговая инструкция предусматривает самостоятельное возведение свайного фундамента в буронабивном исполнении с ростверком сверху. Это наиболее востребованный вариант среди частников, так как реализовать его несложно. Для работ нужны лишь трубы из асбестоцемента, бетонный раствор и стальная либо стеклопластиковая арматура.

Устройства выполняется в пять этапов:

1. Земляные работы.

2. Установка асбестоцементных труб и укладка в них арматуры.

3. Заливка бетона.

4. Устройство ростверка.

5. Закрытие цоколя.

Для изготовления буронабивных свай требуются асбестоцементные трубы диаметром 300–400 мм. Они послужат гарантией, что фундамент будет иметь хорошую несущую способность как по вертикали, так и в горизонтальной плоскости. И в отличие от стального варианта асбестоцемент не заржавеет в земле.

Скважины для опор проще всего сделать с помощью ручного бура с бензиновым либо электрическим двигателем. Глубина этих отверстий должна получиться в итоге на 30–40 см ниже точки промерзания грунта.

Свайные столбы располагаются по периметру строения и под несущими стенами внутри с шагом до двух метров. После выбуривания скважин на их дне насыпается песчаная подушка толщиной в 10–15 см. Затем сверху в качестве опоры под сваи заливается бетон еще на 25–30 см. И уже в этот не застывший раствор устанавливаются трубы из асбестоцемента. При этом они должны выступать над землей минимум на 30 см.

Чтобы трубы оставались строго в вертикальном положении, они обсыпаются песком, который повергается в процессе этого утрамбовке. Далее производится армирование опорных столбов. Для этого используется 3-4 прута из стали либо стеклопластика сечением 10–12 мм.

Армирующие стержни необходимо разместить по центру трубы на равном удалении друг от друга. Для упрощения монтажа их еще на земле можно связать поперечинами-распорками из проволоки. По высоте эти вертикальные пруты должны оказаться выше верхнего края трубы, выступая из последней на 15–20 см. После армирования эту несъемную опалубку остается лишь залить бетоном, следя чтобы внутри раствора не образовалось пустот.

Уже через 3–4 дня на получившиеся опоры можно монтировать ростверк из железобетона (с укладкой опалубки, армированием и заливкой бетонной смеси), стального швеллера либо бруса. В итоге между ним и землей должно оказаться просвет в 25–30 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, его при пучении может попросту выдавить вверх и снести вместе с постройкой.

В завершении обустройства, лучше всего уже после возведения стен, опоры и ростверковую конструкцию следует закрыть с боков обшивкой. Здесь прекрасно подойдет профнастил для крыши или фасада либо декоративный кирпич. Только сначала надо уложить все коммуникации. Благо водопровод и канализация в доме на сваях проводятся между опор без дополнительных ухищрений и сверления бетона.

Варианты свайного фундамента

Фундамент на сваях имеет несколько разновидностей, которые отличаются технологией установки и областью применения.

Забивные сваи

Это стержни из железобетона, которые забиваются глубоко в грунт. Технология данного строительства опирается на точные расчеты распределения всей нагрузки будущего здания данным опорам фундамента. Сваи забиваются вглубь до тех пор, пока не попадут в самую устойчивую область грунта. Данный вид основы фундамента используют в промышленном строительстве, так как работа по забиванию свай в грунт проводится  тяжелой специальной техникой. Для загородного дома или дачи такой вид свай не подходит, так как установить их своими руками невозможно.

Место под домом с высоким фундаментом из свай можно использовать, как навес для машины

Буронабивные сваи

При таком виде фундамента необходимо сначала пробурить скважины, в которые закладываются сваи и заливается бетон. Этот вид монтажа опор применяют чаще всего в строительстве многоэтажных зданий. Техническая трудоемкость, сложные расчеты и высокая стоимость работ являются минусом фундамента на буровых сваях.

Фундамент на винтовых сваях

Винтовые сваи можно установить своими руками, не применяя дорогостоящую спецтехнику

Свайно-винтовой фундамент, плюсы и минусы которого рассматриваются ниже, можно закладывать даже без помощи специальной техники, поэтому данный метод обустройства фундамента является наиболее доступным для монтажа своими руками.

Преимущества и недостатки свайно-винтового метода

Основными плюсами фундамента на винтовых сваях являются:

• доступная цена;
• скорость работы;
• возможность самостоятельного монтажа;

Для устойчивости и прочности фундамента, винтовые сваи завинчиваются до погружения в твёрдый грунт

• закладка практически в любой грунт;
• независимость от времени года.
• производится без предварительных земляных работ;

К минусам свайно-винтового метода можно отнести:

• подверженность коррозии при нарушении защитного слоя стальной трубы;
• невозможность монтажа в скалистых местах;
• проблематичность установки вблизи других строений;
• потребность в точных расчетах глубины залегания опоры.

Чертёж дома с разметкой под размещение свай

Это интересно: Планы двухэтажных домов — примеры удачных проектов

Дом на сваях винтовых – слабые стороны опор

Наряду с достоинствами, фундамент свайно-винтового типа имеет ряд недостатков:

• постепенное разрушение опорных колонн в результате коррозии;
• низкую нагрузочную способность на легких видах грунтов;
• сложность завинчивания элементов в грунт с повышенным содержанием камня;
• необходимость дополнительной антикоррозионной защиты рабочей поверхности;
• невозможность оценить состояние закрученного в почву элемента;
• проблематичность организации подвала в строении на винтовых колоннах;
• необходимость выполнения работ по геодезическим исследованиям грунта;
• уменьшенный до пяти десятков лет срок эксплуатации колонн;
• привлечение проектировщиков для разработки рабочего проекта.

Как сделать своими руками?

Строительные работы начинаются с разметки участка под свайное поле:

• убирают мусор с площадки;
• выставляют колышки по углам конструкции;
• натягивают нити для обозначения контура;
• намечают точки для устройства свай.

Подготовка скважин требуется в двух случаях:

1. При закладке буронабивного фундамента.
2. Чтобы быстрее и легче погрузить забивные опоры в грунт (метод не используется при строительстве своими руками).

Способ монтажа опор для свайного с ростверком фундамента под газобетонный дом зависит от выбранного типа силовых элементов.

Для строительства набивных свай алгоритм процессов будет следующим:

• устройство утрамбованной песчаной подушки на дне скважины;
• закладка обсадной трубы для предотвращения обрушения стенки шурфа;
• монтаж армирующего каркаса и его устройства в скважине;
• бетонирование конструкции;
• выравнивание верхней части свай на одном уровне.

Кроме буронабивных свай, своими руками можно вкрутить винтовые стержни с помощью металлической трубы в качестве рычага.

Технологические этапы монтажа силовых элементов для свайно-винтового фундамента:

1. Вкручивания стержней на проектную глубину.
2. Бетонирование полости трубы, чтобы исключить риск окисления металла внутри изделия.
3. Обрезка верхних концов опорных элементов на одном уровне.
4. Наваривание оголовков.
5. Защита металла гидрофобной мастикой.

После закладки нижней части основания переходят к строительству ростверка – конструктивного элемента, который объединяет выступающие концы опор в единую монолитную конструкцию.

По способу устройства ростверк может быть:

• заглубленным,
• наземным,
• нависающим.

В рассматриваемом случае ростверк может быть металлическим или железобетонным, при этом первый вариант для домов со стенами из газоблоков используется крайне редко (только для легковесных одноэтажных построек).

Чтобы построить металлический ростверк, вначале изготавливают каркас из швеллера или двутавровых балок и наваривают готовую конструкцию на оголовки винтовых свай или к арматурным прутьям, выступающим из буронабивных опор, как часть армокаркаса. Металлический ростверк усиливают уголками и в конце покрывают гидроизоляционным материалом.

Для закладки нависающего железобетонного ростверка вначале необходимо установить специальные подпорки или использовать листовой пенопласт, чтобы поднять конструктивный элемент над поверхностью земли.

Далее следуют такие технологические этапы строительства:

1. Монтаж щитовой опалубки.
2. Укладка гидроизоляционного слоя.
3. Устройство армирующего каркаса на подборках внутри опалубки.
4. Связка арматуры свай и ростверка.
5. Бетонирование пространства.
6. Демонтаж опалубки (после затвердевания раствора).
7. Покрытие ж/б ленты гидрофобным составом.

На этом строительство свайно-ростверкового основания считают законченным.

Плюсы и минусы фундамента

При выборе фундамента важно учитывать особенности применяемых материалов. В сравнении с конструкциями из бетона или металла, свайные деревянные конструкции имеют следующие преимущества:

• высокая прочность, которая связана с низким весом стоек;
• доступность материала;
• относительная простота монтажа;
• относительно низкая цена приобретения древесины и проведения работ;
• низкая теплопроводность;
• экологическая безопасность.

При соблюдении всех необходимых требований при возведении фундамент будет служить не менее 20 лет.

Использование рассматриваемого материала имеет такие недостатки:

• древесина впитывает влагу, что приводит к сокращению срока службы;
• дерево уязвимо к нападению грибка, насекомых или грызунов — это можно предупредить при помощи выполнения специальной пропитки;
• такие сваи пожароопасны — снизить риск возгорания можно при помощи соответствующей пропитки;
• по сравнению с деревянными сваями железобетонные прочнее в 2-3 раза;
• максимальны срок службы редко превосходит 20 лет.

Рассчитываем количество опор

До начала проектирования следует выполнить геодезические изыскания, которые предусматривают:

• отбор и анализ проб почвы;
• определение глубины водоносных слоев.

Затем определяется нагрузочная способность. Для малответственных конструкции можно использовать табличные показатели нагрузочной способности для различных типоразмеров колонн.

Практически все виды свайных фундаментов рассчитаны на нагрузку от построек с малой этажностью

Рассмотрим примеры:

• винтовая опора, выполненная на основе трубы диаметром 76 мм с диаметром рабочей части 200 мм, способна выдержать 1000 кг;
• при увеличении диаметра трубы до 89 мм и размера спиральной части до 250 мм соответственно возрастает до 2000 кг расчетная нагрузка;
• элемент на основе трубы диаметром 108 мм с диаметром рабочей части 300 мм обладает нагрузочной способностью, равной 250 кг.

Общий алгоритм расчета предусматривает выполнение следующих работ:

1. Определение массы строения. Она вычисляется путем перемножения объема стен на плотность стройматериала. К полученному значению следует прибавить массу кровли и элементов интерьера.
2. Расчет снеговой нагрузки. Для вычисления показателя необходимо площадь крыши строения умножить на нормативную величину снеговой нагрузки для конкретного региона.
3. Вычисление динамической нагрузки. Значение определяется путем перемножения площади основания на базовую величину, составляющую 350 кг на один квадратный метр поверхности.

Прочность и долговечность дома зависит от качества используемого материала

Дальнейший порядок действий:

1. Начертите план строения, распределив опоры в угловых зонах и под несущими конструкциями.
2. Разделите суммарную нагрузку на общее количество колонн и вычислите нагрузку на один элемент.
3. Выберите конструкцию применяемых опор, ориентируясь на их несущую способность с коэффициентом запаса 1,2.

При выполнении расчетов необходимо округлить все значения в сторону большей величины.

Расчет высоты над землей

Высота подъема свай зависит от нескольких условий:

• Величина снежного покрова в зимнее время.
• Уровень воды при подтоплениях или паводках.
• Глубина залегания грунтовых вод.

Некоторые величины можно отыскать в приложениях СНиП, другие значения можно получить в местных геологоразведочных или метеорологических организациях.

Основная задача — обеспечить такой подъем над уровнем грунта, чтобы минимизировать последствия от различных воздействий природного характера.

В большинстве случаев высоту бани над уровнем грунта принимают в пределах 40-60 см. Для отсечки стен от контакта со снеговыми массами этого обычно хватает, как и при подтоплениях.

Предугадать критические ситуации никто не может, а строить слишком высокую баню нецелесообразно.

Это не относится к постройкам на склонах или неровностях рельефа, где высота определяется по наименьшему значению.

Плюсы и минусы основания

Газобетон имеет легкий вес за счет пористой структуры, куда легко проникает влага, разрушая структурные связи между частицами материала. Когда капли воды замерзают в холодное время года, они расширяются в объеме, что приводит к образованию трещин. В первую очередь, влага попадает в стенки дома из почвы, поэтому эксперты рекомендуют поднимать цокольное перекрытие над уровнем земли.

В этом случае выражается главное преимущество свайного фундамента с нависающим ростверком – изоляция сооружения от контакта с рыхлой и переувлажненной почвы. В данном случае сваи обеспечивают необходимую устойчивость и жесткость, а ростверк отвечает за равномерное распределение нагрузок на несущий пласт земли.

Для свайно-ростверкового фундамента, которые применимы для газобетонных домов, относятся такие преимущества:

• возможность строительства на участках со сложным рельефом;
• сравнительно небольшие затраты на строительство;
• стойкость конструкции за счет связанного контура и т.д.

К недостаткам технологии необходимо отнести:

• сложность инженерных расчетов;
• потребность в качественной гидроизоляции фундамента;
• трудоемкость и большие затраты на работу по возведению подземных помещений.

Стоимость строительства — самостоятельного и под ключ

При самостоятельном строительстве нужно учитывать, что стоимость одного бревна составит 7500 рублей. Если фундамент будет состоять из 20 столбов, то эту цену нужно увеличить в 20 раз — она будет равна 150 тысяч руб.

Дополнительно нужно учитывать затраты на:

• цемент,
• песок,
• рубероид,
• используемые пропитки.

В зависимости от выбранного варианта, к стоимости фундамента нужно будет добавить 30-50 тысяч руб. Таким образом, установка фундамента в зависимости от выбранного варианта достигнет 180-200 тысяч руб.

При оплате работы под ключ, потребуется оплатить следующее:

1. Работу над созданием проекта.
2. Исследование грунта.
3. Стоимость деревянных столбов.
4. Оплата материалов, использования инструментов и оборудования.
5. Заработная плата специалистов.

Цены будут отличаться в зависимости от конкретных особенностей проекта. В среднем они составят 250-300 тысяч руб.

Конструктивные и эксплуатационные недостатки

Самым большим минусом свайно винтового фундамента является материал, из которого он изготовлен. Любой металл, даже высоколегированный, хоть и в меньшей мере, но подвержен воздействию коррозии. Поэтому металлические сваи имеют ограниченный срок эксплуатации. Изделия из водогазопроводных труб останутся в рабочем состоянии до 30 лет, а из нержавеющей стали — 50-60 лет.

Нанесенный на черные трубы защитный цинковый слой частично повреждается во время монтажа и даже слабокислые грунты начинают постепенно разрушать металл. Для усиления конструкции во внутреннюю полость заливают армированный бетон, но эта мера все равно будет временной. Слабый слой ржавого металла нарушит устойчивость конструкции и ослабит ее.

Однополостная свая.

Хорошим решением этой проблемы может стать применение литых свай из высоколегированной стали. Однако стоят такие изделия весьма дорого. К сожалению, вечных свай пока еще не изобрели и поэтому застройщик должен самостоятельно выбирать для себя наилучшее соотношение между долговечностью конструкции и стоимостью материалов.

Кроме коррозионных воздействий на опорные элементы, фундамент на винтовых сваях имеет минусы, происходящие из эксплуатационных и конструкционных особенностей, а именно:

• невозможность устройства подвального помещения;
• необходимость дополнительного строительства цокольной стенки и сложной отмостки для защиты подпольного пространства от проникания влаги и снега;
• наличие холодного подпола, требующего дополнительного утепления полов в здании;
• ограничение этажности дома и невозможность использования железобетонных плит перекрытия из-за их большого веса;
• применение тонкой стали в конструкции шнековых лопастей приводит быстрому их износу в период эксплуатации, что в итоге снижает уровень устойчивости;
• возможность просадки отдельных свай при неравномерной структуре грунта;
• необходимость приложения больших физических усилий при монтаже;
• отсутствие (на сегодняшний день) точной методики расчета этого типа фундамента.

Кроме этого, следует учитывать человеческий фактор, допускающий брак.

Неправильная установка может нарушить устойчивость конструкции, особенно в пучинистых и подвижных грунтах.

Как возвести СФ своими руками?

Перед началом строительства необходимо провести подготовительные работы:

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

Этапы строительства:

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

Особенности изготовления ростверка

Типы обвязки для винтовых свай различают по материалу изготовления:

• металлические;
• деревянные;
• бетонные.

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

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

Особенности монтажа металлического ростверка под каркасное сооружение:

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

Фундамент на буронабивных сваях

Буронабивные сваи производятся на месте строительства с использованием бетонного или железобетонного раствора и армирующих конструкций. Сначала бурятся скважины и заполнятся армирующими конструкциями, после чего заливаются бетонным раствором.

Примерно так происходит монтаж буронабивных свайИсточник ppt-online.org

Преимуществом такого основания является простота его установки, отсутствие необходимости использовать тяжелую технику, а также возможность постройки дома даже в трудном для заезда месте. Однако такой фундамент нуждается в качественной гидроизоляции, чтобы предотвратить его разрушение.

Свайный фундамент с высоким ростверком

Высокий ростверк – это балка, объединяющая головы свай и перераспределяющая на них нагрузку от вышерасположенных конструкций, тогда как ее подошва располагается выше поверхности грунта.

Чем больше расстояние между сваями, тем больше должно быть сечение применяемой балки.

В качестве балки могут использоваться брус, бревно, швеллер, двутавр, уголок (балки сортового проката).

Обвязка свайно-винтового фундамента брусом или бревном

Обвязочный брус (рис. 1) используется при строительстве деревянных, каркасных строений.

Рисунок 1

Сечение бруса:

• 150х150 при шаге между сваями 2500-2700 мм;

• 200х200 мм при шаге между сваями 3000 мм.

Крепление к оголовку осуществляется на шпильку.

Устройство гидроизоляции не является принципиальным, так как металл не впитывает влагу, как бетон. Однако так как на металлических поверхностях может образовываться конденсат, все же рекомендуется укладывать гидроизоляционную прокладку между опорной площадкой (оголовком) и деревянной конструкцией.

Бревно (рис. 2). Этот материал устойчив на изгиб, так как древесина сохраняет свою целостность. Оцилиндрованное бревно дает больший прогиб по отношению к необработанному, так как в этом случае нарушается целостность твердых слоев древесины.

Рисунок 2

Первый венец бревенчатого строения допускается укладывать прямо на оголовок. Если фундамент выполнен из бетона, то его стоит делать из дуба или лиственницы, так как это позволит увеличить срок службы конструкции. В случае со свайно-винтовым основанием от этих мер можно отказаться, если высота ростверка составит не менее 500 мм от уровня земли.

Обвязка брусом/бревном – самый экономичный и быстро реализуемый тип соединения. Чтобы обвязка не деформировалась, сваи должны быть расположены на одном уровне. В ином случае выравнивание выполняется частичным выпиливанием бруса/бревна.

Стыковка бруса/бревна (рис. 3). Для соединения пропорционально каждому из брусков сверху и снизу выполняются распилы, брус/бревно складывается под прямым углом. Стыки должны быть обработаны специальными растворами, защищающими от влаги, проложены джутом.

Рисунок 3

Использование антисептиков для бруса/бревна обязательно только для бетонных оснований. При строительстве основания из винтовых свай эта процедура носит рекомендательный характер, но только если высота ростверка составляет не менее 500 мм от уровня земли.

Обвязка свайно-винтового фундамента швеллером или двутавром

Конструктивное решение металлического ростверка определяется в зависимости от нагрузок на фундамент СНиП II-23-81* «Стальные конструкции», СП 53-102-2004 «Общие правила проектирования стальных конструкций».

Обвязка выполняется как вручную, так и с привлечением специальной техники (в зависимости от типоразмера швеллера/двутавра).

Швеллер (рис. 4 – 7). Укладывается плашмя или на ребро. Вариант ребром лучше работает на прогиб, но из-за возникающего момента кручения, в этом случае лучше использовать сваренный швеллер.

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6

Рисунок 7

Если швеллер укладывается плашмя (полками вниз), то при шаге свай более 2000 мм он прогибается даже под собственным весом, поэтому при выборе этого варианта расстояние между сваями стоит проектировать не более 2000 мм.

Двутавровая балка (рис. 8). Применяется при реконструкции оснований.

Рисунок 8

В обоих случаях (швеллер или двутавр) соединение элементов конструкции сварное.

Достаточная толщина сортового проката (от 5 мм), а также подверженность этой части конструкции только атмосферной коррозии позволят обеспечить соответствие срока ее службы требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения», даже без выполнения дополнительной антикоррозионной защиты. Тем не менее, после завершения сварных работ конструкции (хотя бы из соображений эстетики) стоит обработать антикоррозийным составом.

Виды используемой обвязки

Сваи представляют собой столбы, которые вбиты или вкручены в почву. Чтобы они превратились в фундамент, требуется их обвязка. Выбор виды обвязки зависит от веса конструкции и типа грунта. Наиболее популярные из них:

1. Сваи-колонны. Используются для дачи или другого легкого сооружения.
2. Деревянная обвязка. Может использоваться при строительстве деревянного или легкого каркасного дома.
3. Металлическая обвязка. Позволяет изготовить прочную и надежную конструкцию, которую можно использовать практически в любом частном строительстве.
4. Монолитный ростверк. Сочетает в себе свайное и ленточное основание. Рекомендуется в том случае, если нужна жесткая и надежная конструкция.

Выбор обвязки зависит от несущей нагрузки будущего строения, вида используемых свай и других особенностей.