Висячий фундамент на сваях

При высоком УГВ и неустойчивом грунте фундамент для частного дома часто приходится делать из свай. Использовать другие варианты в такой ситуации оказывается слишком нерационально. Они будут получаться либо слишком дорогими, либо недолговечными из-за повышенной влажности почвы. Железобетонный свайный фундамент буронабивного типа более дешев и прост в исполнении. Его без проблем можно сделать самостоятельно.

Содержание

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент – это вертикальные опоры из железобетона, погруженные в грунт. Сверху их обычно связывают ростверком либо монолитной плитой, которые служат основанием для стен дома. В зависимости от типа свай они в почву забиваются, закручиваются либо просто погружаются в заранее высверленные в земле отверстия.

Схема одного из видов с подземным ростверком

Железобетонный ростверковый вариант по внешнему виду и общей конструкции – прямой аналог ленточного фундамента. Только “лента” здесь меньших размеров и лежит не в грунте, а на сваях. Это отлично защищает ростверк от влаги и пучения. Причем вся энергия сезонного расширения/сжатия пластов почвы проходит мимо свайных опор. Они изначально погружаются ниже уровней промерзания грунта, стоя на плотном неподвижном основании.

Виды фундамента на сваях

В зависимости от технологии погружения опор свайные фундаменты бывают:

На висячих сваях;

На подпорных сваях.

В первом случае столбы как бы висят в земле без опоры на несущий слой за счет банальных сил трения. Во втором они наоборот опираются на твердые пласты грунта. Висячий фундамент требует большого количества свай и более основательных расчетов на базе серьезных геодезических исследований участка. Для строительства частных коттеджей в два-три этажа такую технологию не используют.

В малоэтажном домостроении более востребован подпорный вариант. Сваи здесь не забиваются сплошным полем, их требуется гораздо меньше. Для обычного дома за городом вполне хватает четырех опор по углам и нескольких под несущими стенами. Такой свайный фундамент своими руками выполнить гораздо проще.

Сваи для устройства подобного основания можно взять:

Винтовые (вкручиваемые) стальные.

Буронабивные из асбестоцементной трубы и железобетона внутри.

Частные застройщики для строительства свайного жб фундамента обычно выбирают винтовую либо инъекционную (буронабивную) технологию. При этом у “винтов” из стали есть серьезное ограничение – глубина заложения при самостоятельном монтаже. При неглубоком залегании плотных слоев (до 2-х метров) их самостоятельно еще можно закрутить в землю, а вот для более длинных опор уже нужна будет специализированная техника.

С буронабивными аналогами ситуация принципиально иная. Они делаются из труб, для погружения которых в землю необходимо вырыть соответствующего размера яму. Даже если она потребуется под пару метров глубиной, в плотном не осыпающемся грунте выкопать такой котлован своими руками для будущего основания будет несложно.

Плюсы и минусы свайного основания

У каждого основания имеются плюсы и минусы. Это далеко не универсальный вариант для любого грунта. Не для каждого участка он подойдет. Зато стоит такое основание под частный дом не так дорого, как фундамент плита или заглубленный ниже точки промерзания жб ленточный аналог. В винтовом исполнении опора на сваях обойдется на 30–40%, а в буронабивном – на 20–25% дешевле.

Среди плюсов рассматриваемого варианта можно выделить:

Возможность устройства там, где классические варианты нельзя сделать из-за высокого УГВ, пучинистого грунта или большой глубины промерзания;

Высокая скорость и предельная простота работ при самостоятельном их выполнении;

Экономичность – выбрав фундамент на сваях, во многих случаях можно сэкономить до трети выделенных на обустройства опоры для дома средств;

Минимум земляных работ – для ленточного либо плитно-монолитного аналога копать земли придется в разы больше.

Минусы у свайного фундамента следующие:

Сложность проведения расчетов при проектировании;

Возможность применения только для легких зданий;

Необходимость утепления пола и невозможность устройства подвала.

Чтобы такое основание прослужило долго, подготовку его проекта лучше доверить профессионалам. Здесь очень важны тщательные исследования грунта и грамотные расчеты. Необходимо заранее предусмотреть, как поведет себя каждая свая в будущем под нагрузкой. Малейшая ошибка – ростверк и стены на нем поведет сразу же. В результате даже кровля из металлочерепицы или профнастила на крыше будет повреждена, не говоря уж о треснувших перегородках внутри здания.

Второй важный момент – это ограничения по весу строения. Тяжелый керамический кирпич или бетон для коттеджа на свайном фундаменте брать точно не стоит. Здесь больше приемлемы каркасные либо пенобетонные технологии. Они позволяют возвести легкие стены, которые простоят на винтовых либо буронабивных опорах долго и без проблем.

И вообще, прежде чем выбирать тип основания под свой дом, следует тщательно изучить, что такое СИП-панели, кирпич, брус, бревно, газо- и пеноблоки со всеми их характеристиками и плюсами с минусами. Вес стройматериала стен сильно влияет на выбор вида фундаментного основания.

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:

Установка асбестоцементных труб и укладка в них арматуры.

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.

Применение фундаментов на сваях в строительстве

Фундамент на железобетонных сваях прекрасно подходит для многих типов частных малоэтажных домов. Сделать его самому, руководствуясь представленной выше пошаговой инструкцией, не должно составить труда. Вот только расчеты лучше заказать у специалистов. Для гаража или бани подобную основу можно рассчитать и самостоятельно. А для коттеджа проект фундаментного основания должен быть выполнен только профессионалом.

Ленточный фундамент на винтовых сваях — комбинированный тип основания, состоящий из вкрученных в землю свай и монолитной ленты по периметру и вдоль несущих стен будущего дома. Обе части фундамента монолитно крепятся друг с другом, вместе образуя единую несущую конструкцию. Особенность ленточно-винтового фундамента заключается в том, что стены дома опираются на монолитную ленту, а прочное сцепление с несущими грунтами обеспечивают винтовые опоры.

Ленточный фундамент на сваях: плюсы и минусы

Ленточно-винтовой фундамент встречается достаточно редко, хоть и подходит для большинства неустойчивых грунтов. Конструкция обладает повышенной несущей способностью, сочетая в себе преимущества свайного и ленточного фундаментов. Такой тип основания может использоваться во всех климатических зонах России, кроме болот, для возведения малоэтажных коттеджей, дачных домиков, гаражей, бань и хозпостроек.

Устройство ленточного фундамента на винтовых опорах регламентируется СП 50-102-2003 и СНиП 2.02.03-85. Конструкция имеет множество достоинств:

• отлично подходит для участков с перепадом высот;
• подходит для пучинистых, вязких грунтов при условии, что винтовые сваи будут опираться на сильные грунты;
• быстрый монтаж — можно выполнить за 3-7 дней;
• фундаментные работы можно выполнять в любое время года при температуре от -5 до +35 С;
• монтаж выполняется своими руками, без аренды строительной техники;
• минимальный объем земляных работ на участке;
• длительный эксплуатационный ресурс от 20 до 50 лет.

Ленточное основание на винтовых сваях на 30% дешевле монолитного фундамента за счет экономии стройматериалов и трудовых затрат. Основная статья расходов при возведении такого типа фундамента приходиться на покупку винтовых опор и бетонный раствор для заливки монолитной ленты.

Ленточный мелкозаглубленный фундамент на винтовых опорах

К недостаткам конструкции относят:

• невозможность обустройства цокольного этажа;
• не подходит для местности, где глубина промерзания или уровень залегания плотных грунтов ниже 3 м от уровня земли.

Ленточно-винтовой фундамент не может применяться на почвах с высоким уровнем защелоченности. В таких грунтах свайные опоры быстро разрушатся от коррозии, и основание не сможет воспринимать нагрузку. Перед началом строительства необходимо обязательно ознакомится с данными геологических изысканий, проведенных на участке, для определения характеристик грунтов.

Разновидности ленточного фундамента

По типу заглубленности ленточный фундамент на свах может быть:

1. Незаглубленный. Основание монолитной ленты совпадает с нулевой отметкой, а ниже — расположены сваи. Такой тип основания отлично подходит для сооружения легких конструкций: беседок, террас, хозпостроек, дачных домиков. Для возведения дома, даже из легких газо- и пеноблоков, такой фундамент использовать не рекомендуется по причине риска неравномерной усадки.
2. Мелкозаглубленный. Основание ленточной ленты заглублено в грунт на 10-20 см, а остальная часть возвышается выше нулевого уровня. Этот тип основания подходит для дома из различных материалов. Применение фундамента возможно на грунтах, дающих неравномерную усадку. Мелкозаглубленная ленточная конструкция не используется на болотистых почвах и на участках с высоким уровнем грунтовых вод и возможностью подтопления.
3. Висячий. Монолитная лента располагается над уровнем земли, опираясь на сваи. Устройство такого фундамента требует сложного расчета. Самостоятельно сделать висячий ленточный фундамент на сваях крайне проблематично. Однако на пучинистых, болотистых грунтах и при высоком залегании подземных вод этот тип основания незаменим. Если ваш участок имеет такие сложные гидрогеологические условия, то строительство основания лучше доверить профессионалам.

Висячий фундамент на винтовых сваях

В 90% случаев в сфере частного домостроения возводится мелкозаглубленный ленточный фундамент с заглублением ленты на 20 см. Расчет и технологию устройства такого основания рассмотрим ниже.

Расчет ленточно-винтового фундамента

Расчет винтовых свай

В ходе расчета свай определяются следующие параметры:

• Диаметр винтовых свай. Возведение 1-2 этажного дома рекомендуется с использованием свай диаметром 108 мм СВС-108 или 133 мм СВС-133. По типу лопастей лучше всего подойдут широколопастные изделия с размером лопастей 300 и 350 мм соответственно. Узколопастные опоры применяются только на плотных и скальных грунтах.
• Длина винтовых свай. Длина свай зависит от глубины промерзания почвы в регионе и уровня залегания плотных грунтов, на которые будет опираться свая. За длину сваи принимают наибольшее значение плюс 30-50 см. Для средней полосы России длина винтовых изделий будет составлять 2-2,6 м, для северных районов и на участках со сложными грунтами — 3-3,5 м.
• Количество винтовых свай. Рассчитывается по формуле:

Р — сумма всех нагрузок;

k — коэффициент надежности = 1,75;

S — допустимая нагрузка на сваю, определяется по техническим характеристикам конкретного типа опор.

• Расстояние между сваями. Для легких построек расстояние составляет 3,5 м. Для деревянных строений — 2,5-3 м, а для коттеджей из штучных стройматериалов и каркасно-щитовых домов — 1,5-2 м. Чем меньше диаметр свайно-винтовых опор, тем меньше расстояние между ними. При составлении схемы расположения свай следует придерживаться правил СНиП и располагать опоры по углам, вдоль несущих стен с выбранным шагом, под входной группой. Добавить сваи также необходимо при сооружении тяжелых элементов, например, каминов, бассейнов и пр.

Результатом расчета свайной части фундамента станет схема, на которой отображается глубина заглубления и места расположения опор

Расчет монолитной фундаментной ленты

Цель расчета ленточной части фундамента — определение параметров ленты:

1. Глубина заглубления. Для мелкозаглубленного фундамента заглубление составляет — 10-20 см.
2. Высота ленты. Для частного дома, как правило, высота составляет 50-60 см. С учетом заглубления, над поверхностью земли будет возвышаться ленточная часть высотой 30-50 см.
3. Длина ленты. Этот параметр является суммой всех стен, под которыми будет закладываться основание: периметр дома + несущие стены.
4. Ширина монолитной ленты. Ширину рассчитывают в зависимости от массы дома, типа грунта и технологии строительства. Чтобы не выполнять сложных расчетов, можно использовать готовую таблицу для определения оптимальной ширины фундаментной ленты:

Зная все параметры можно рассчитать необходимое количество бетона и арматуры, а также досок для опалубки, которые потребуются при выполнении конструкции.

Ленточно-винтовой фундамент: пошаговая инструкция

Технология обустройства ленточного мелкозаглубленного фундамента на винтовых сваях мало чем отличается от строительства обычной монолитной несущей ленты. Единственное отличие – необходимость создания надежного соединения между сваями и лентами. Связка должна быть жесткой и единой, именно поэтому невозможно устройство сборного ленточного фундамента — надежно связать винтовые опоры с ФБС-блоками при помощи одной только арматуры невозможно.

Алгоритм возведения комбинированного фундамента следующий:

Подготовка участка

Участок необходимо расчистить от мусора, по возможности выровнять, снять верхний слой почвы с растительностью. Далее производится разметка при помощи рулетки и строительного уровня, определяются места ввинчивания опор и расположения фундаментной ленты. Подготавливаются лунки для свай глубиной 20-30 см. Выкапывается траншея такой же глубины для заглубления будущего фундамента. Дно траншеи рекомендуется присыпать крупнофракционным песком для снижения пучения.

Устройство свайного поля

Погружение свай производится вручную путем ввинчивания. Выкапывать скважину для винтовых опор не нужно! Перед погружением изделия, если они не оцинкованы, необходимо обработать антикоррозийным составом. Монтаж винтовых опор производится по стандартной технологии: свая устанавливается строго вертикально и ввинчивается в землю путем вращения вокруг своей при помощи рычагов или ломов. Изделие погружается до нужной отметки, при этом один человек должен постоянно контролировать вертикальное положение сваи строительным уровнем.

После монтажа всех свай производится их выравнивание: концы изделий приводятся к единому размеру, чтобы ленточная часть основания легла на них идеально ровно. Концы опор обрезаются болгаркой. Фундаментную железобетонную ленту невозможно совместить со сваями без установки на них специальных оголовков. В этом случае отлично подойдут квадратные оголовки-площадки, которые можно купить или изготовить своими руками из обрезков труб и листовой стали. Оголовки навариваются на концы винтовых свай.

Монтаж опалубки

Опалубка выполняется из досок толщиной 40-50 см или низкосортной фанеры. Не стоит экономить и делать опалубку лишь над уровнем земли, исключая заглубленную часть основания. По СНиП опалубка должна быть на всю высоту конструкции. Перед установкой опалубки необходимо устроить в траншее подушку из гравийно-песчаной смеси и поверх нее уложить гидроизоляцию. Это убережет ленту от проникновения влаги. Для улучшения адгезии и усиления гидроизоляционных характеристик поверх подушки можно залить пяти сантиметровый слой подбетонки из тощего бетона. В качестве гидроизоляции лучше всего применять рулонные материалы: бикрост, гидроизол, рубероид.

Создание армирующего каркаса

Армирующий каркас выполняется из горячекатаной арматуры сечением 6-12 мм, выпущенной по ГОСТ-5781-82. Армокаркас создается из 4-6 прутков, которые связываются между собой при помощи отожженной проволоки ВРП с сечением 0,15-10 мм. Для равномерного распределения напряжения в продольной плоскости каждые 15-30 см устанавливаются вертикальные прутки, длиной на 10 см меньше высоты мелкозаглубленной ленты.

Связка свайного и ленточного фундамента

Единой технологии связки свайно-винтового фундамента с монолитной лентой не существует. Учитывая, что данный тип комбинированного основания используется преимущественно в частном строительстве, можно выделить три основных способа связки:

1. Стыковочными муфтами посредством установки на сваю 4 прутков закладной арматуры. Такая конструкция проста в исполнении, но не обеспечивает достаточной жесткости и сопряжения двух частей фундамента. Использовать этот способ можно для самых легких сооружений.
2. Сварка винтовых свай с арматурным каркасом. Способ имеет те же недостатки, что и при использовании муфт.
3. Обвязка металлоизделиями с последующей связкой. Для обвязки и укрепления используются швеллеры и уголки размером 20 или 30. Металлоизделия привариваются к квадратным площадкам-оголовкам. Такое усиление поможет не только надежно связать наземную и подземную части фундамента, но и обеспечит равномерно распределение нагрузки от свайных опор на ленту. Полученная металлическая конструкция, по сути, будет являться ростверком, который связывается арматурой с армокаркасом внутри монолитной ленты.

Заливка монолитной ленты

Бетонную смесь марки не ниже В17,5 можно заказать на ближайшем РБУ или приготовить самостоятельно. Монолитная лента высотой 40-50 см заливается в два этапа. Сначала происходит заливка первого слоя 20-25 см с последующей виброутрамбовкой в течение 10 минут. Затем происходит заливка второго слоя также с утрамбовкой.

Подача бетона в опалубку должна производиться при помощи рукава бетононасоса или желоба. Бетон следует заливать аккуратно, чтобы не сдвинуть армокаркас. Время затвердевания бетона — 5-7 суток. В этот период за лентой необходимо осуществлять стандартный уход. После набора бетоном прочности опалубку можно демонтировать и приступать к гидро- и теплоизоляционным работам.

Гидроизоляция и утепление свайно-ленточного фундамента

Винтовые сваи, находящиеся в земле утеплять никак не нужно. Теплоизоляции подвергается ленточная часть основания, в т.ч расположенная ниже нулевого уровня. В качестве теплоизоляции можно использовать любые материалы с высоким показателем влагостойкости: пенопласт, экструдированный пенополистирол, напыляемый пенополиуретан. При наличии финансовой возможности лучше выбрать пенополиуретановую напыляемую теплоизоляцию, которая создает единый слой утеплителя без стыков и швов. Теплоизоляцию монолитной ленты рекомендуется производить внутри и снаружи.

Перед креплением плит утеплителя поверхность необходимо очистить и покрыть гидроизоляционной мастикой. Утеплитель крепится с применением дюбель-гвоздей. Сверху устанавливается армирующая мелкая сетка и наносится слой штукатурки или другой облицовочный материал.

Для защиты свайно-ленточного основания обязательно обустройство отмостки. Она выполняется сразу после утепления пред засыпкой заглубленной части грунтом. При необходимости под отмосткой можно сделать дренаж, отводящий излишки влаги от строения.

Неустойчивая почва — это распространенная проблема, с которой сталкиваются многие строители при возведении фундамента. Чтобы получить надежное основание, на слабом грунте используются сваи. Их длина компенсирует отсутствие опоры, а силы трения боковых поверхностей о грунт помогают удерживаться в почве. В зависимости от характера слоя и способа взаимодействия с грунтовым напластованием различают висячие сваи и сваи стойки.

Разница между висячими и сваями-стойками

К первой категории относятся опоры, которые опираются на сжимаемые грунты. Их строение позволяет с помощью нижнего конца и боковой поверхности перенаправлять нагрузку на почвенное основание.

Ко второй категории относятся опоры, опирающиеся на мало сжимаемые грунты, к которым относятся глинистые и крупнообломочные породы с плотным песчаным заполнителем.
Висячие сваи и сваи стойки имеют сходное строение и внешний вид, но кардинально отличаются принципом работы и базовыми технологиями обеспечения безопасности будущего строения.

Принцип устройства висячих свай

Висячие конструкции применяют в работе с прочными пластами грунта, залегающего на большой глубине. Задача таких опор — пройти сквозь толщу слабой почвы и закрепиться нижним концом в прочном грунтовом слое. Достижение поставленной цели возможно только при грамотном расчете длины висячей сваи, который учитывает следующие показатели:

1. Плотность материала, из которого она состоит.
2. Рабочая длина.
3. Характеристика особенностей грунта: подвижность, рыхлость, насыщенность влагой.
4. Расчетная нагрузка будущей постройки: чем больше её значение, тем глубже должна быть установлена висячая свая.

Принцип устройства свайной стойки

Свая стойка — это конструкция длиной до 20 м., которая проходит через неустойчивые слои почвы и закрепляется в твердом покрытии на глубине от 0,5 метров и более. В отличие от висячей, данная опора предотвращает постепенную осадку здания, оказывая нагрузку на прочный грунт не всем своим телом, а за счет нижней части. Сваи стойки широко применяются для прокладки трубопроводов и в масштабном промышленном строительстве. Такие опоры также можно использовать в районах с непредсказуемой сейсмической активностью.
Для расчета оптимальной длины сваи стойки ориентируются на следующие показатели:

• прочность грунта;
• способность твердого основания нести массу будущей постройки;
• материал изготовления сваи стойки.

Преимущества и недостатки опорных конструкций

В зависимости от материала изготовления различают деревянные, бетонные, железобетонные, металлические, сплошные, и пустотелые изделия. Немаловажным критерием отбора является способ монтажа, который подразделяет опоры на забивные, буровые, вдавливаемые, винтовые и набивные.
Фундаментальные сваи стойки считаются более надежными, чем висячие сваи, которые не опираются на несущий слой грунта.
Устранить этот существенный недостаток можно несколькими способами:

1. Увеличением площади сечения.
2. Увеличением длины.
3. Расширением диаметра.
4. Добавлением большего количества опор на одну единицу площади.

Однако, такие методы не оправдывают себя с точки зрения экономии и практичности.
Так, увеличение размеров изделия за счет изменения площади сечения, длины и диаметра, приводит к дополнительным затратам денежных средств и сил: закупка дополнительной крупногабаритной подъемной техники, расходы на сопутствующие стройматериалы, наем квалифицированных рабочих, общее удорожание фундамента, цена на который складывается из стоимости каждого элемента.
Необдуманное использование дополнительных опор значительно утяжеляет конструкцию и приводит к осадке строения. В свою очередь, неравномерное проседание фундамента влечет за собой неприятные последствия, которые начинаются с проявления трещин на стенах и заканчиваются разрушением сооружения.