Свайный фундамент своими руками: ленточный, винтовой, ростверковый

Ростверк для свайного фундамента

При различных разновидностях свайного фундамента могут применяться ростверки – конструкция в виде рамы, которая распределяет нагрузки дома по всем сваям. Свайно ростверковый фундамент может быть ленточным и плитным. Первый вариант напоминает обычный ленточный фундамент, т.е. укладывается вдоль несущих стен здания. Представляет собой балки, которыми соединены все сваи. Плитные ростверки выполняются в виде плоской плиты на всю площадь дома. Они используются в тех случаях, когда сваи распложены также по всей площади здания.

В зависимости от конструкции выделяют сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки для свайных фундаментов. Сборные представляют собой балки из швеллера или двутавра, установленные поверх свай. Сборно-монолитные оснащаются специальным замками, для их устройства используют готовые железобетонные элементы. Монолитные ростверки заливаются непосредственно на строительной площадке. Последний способ для строительства частного дома подходит лучше всего, т.к. позволяет ограничиться подручными инструментами.

Сферы применения

Винтовой фундамент с ростверком способен выдерживать более значительные нагрузки по сравнению с основаниями без использования обвязки.

Сначала такой тип применялся при строительстве военных объектов за счет того, что обходился довольно дешево и отличался быстрыми сроками возведения. При необходимости можно было использовать сваи повторно для других построек.

С развитием строительных технологий все более широко применяют свайные основания с ростверком в индивидуальном строительстве для домов небольшой этажности.

Область применения:

на строительных участках, расположенных на склонах, имеющих перепад по высоте, за счет монтажа свай различной длины выставляется горизонтальный уровень для монтажа обвязки;
при строительстве домов из легких материалов: пенобетона,газобетона, каркасных построек целесообразно использовать свайно-ростверковый фундамент;
при близком расположении подземных источников к уровню земли такой вид основания незаменим;
на участках с нестабильной почвой, с обводненными участками, на плывунах.

Ростверк для каркасного дома

Минусы использования свай для дома

Есть у свайного фундамента и недостатки, о которых тоже стоит знать заранее, чтобы не столкнуться впоследствии с неожиданными сюрпризами. Свайное основание ограничено в несущей способности: обычно сваи используют для одноэтажных и двухэтажных домов, не обладающих большим весом.

Строительство такого фундамента требует максимально точных расчетов на подготовительном этапе. Чтобы не ошибиться в параметрах, лучше обращаться за помощью к специалистам. Кроме того, несмотря на скорость и простоту монтажа, для установки свай обычно требуется специальная строительная техника. Особенно это касается тяжелых железобетонных свай.

Если используются металлические сваи, им необходимо обеспечить защитный слой, иначе со временем материал подвергнется коррозии.

Свайное основание подходит для любых типов грунта, но его почти невозможно установить в условиях скального рельефа. Там придется выбирать другой тип фундамента. Внутри свайного фундамента иногда делают цокольный этаж или подвал, но такое планировочное решение сопряжено со многими сложностями, которые учитывают на этапе проектирования дома.

9 этап – обвязка свайного фундамента

Обвязка связывает все сваи в единую конструкцию. Существует два вида обвязки: ростверк и ростверковая плита. В свою очередь можно выделить два вида ростверка:

низкий, располагается возле почвы;
высокий, располагается на заданном расстоянии от уровня земли.

Примечание. Наличие зазора между ростверком и почвой позволит исключить подвижки ростверка от пучения грунта.

Параметры ростверка зависят от ширины стен. Как правило, его высота составляет 300-300 мм., а ширина – 400 мм. (ширина стены плюс 50-70 мм).

Обвязка выполняется с применением разных материалов:

брус. Обвязка свайного фундамента брусом используется при строительстве легких зданий (небольшие дома, хозяйственные постройки) или зданий временного назначения. Применяется брус с сечением 120-150 мм. Крепление к сваям выполняется путем использования проволоки. Применение бруса требует наличия качественной гидроизоляции сваи и обязательно обработки бруса антисептиком;
железный двутавр или швеллер. Крепление швеллера к свае выполняется закладными шпильками или выпуском арматуры. К этим закладным швеллер приваривается. При использовании металлических свай швеллер приваривается непосредственно к ним. Металл также обрабатывается антикоррозийным составом для продления срока его службы;

Примечание. При устройстве свайного фундамента в зимнее время года используются только металлические элементы. Это обусловлено тем, что изготовить железобетонную монолитную ленту в холодное время года достаточно проблематично.

железобетонная монолитная лента. Используется при возведении кирпичного или пенобетонного дома. Как вариант может быть применена сборная лента, но зачастую предпочтение отдается монолитной ленте.

Технология возведения дома на сваях

Этапы возведения свайного основания можно разделить на подготовительный период и процесс монтажа. Сначала проводят расчеты: определяют массу будущего здания на сваях, выбирают материалы, из которых будет возводиться здание и сам фундамент. Также на участке необходимо провести геологические изыскания, чтобы определить тип грунта, уровень залегания грунтовых вод. Затем участок под дом готовят к началу строительства: обустраивают подъездные пути, расчищают место для монтажа свай, снимают верхний почвенный слой. После установки разметки под места вкручивания свай переходят к бурению скважин для опор. В скважину устанавливают трубу и заливают ее бетоном

Важно не забыть про дренаж и гидроизоляцию: на дно ямы перед заливкой бетона укладывают подушку из песка и гравия, а затем листы рубероида. Чтобы установить ростверк для свайных оснований используются металлические каркасы

Арматура укладывается внутрь опалубки и прочно закрепляется. Сверху опалубка заливается бетоном. Когда ростверк отстоится, устанавливают стеновой каркас дома, монтируют кровлю, ставят оконные и дверные конструкции.

Пошаговая инструкция по изготовлению фундаментного основания с ростверком

Прежде чем сделать свайно-ростверковый фундамент своими руками вам следует внимательно ознакомиться с инструкцией, в которой приводится подробный (пошаговый) план его обустройства.

Содержащиеся в этой инструкции указания предполагают выполнение следующих рабочих операций:

разметка участка застройки;
земляные работы;
монтаж свайных опор с учетом глубины заложения;
обустройство связующей ленты (ростверка).

Рассмотрим каждый из указанных пунктов пошаговой инструкции более подробно.

Разметка фундамента и мест установки свай

Разметка участка под фундамент производится в следующей последовательности:

Сначала удаляются верхние (плодородные) пласты почвы, которая складывается затем в специально отведённом под неё месте строительного участка.
После этого площадка под фундамент тщательно выравнивается (то есть осуществляется её планировка).
Вслед за этим посредством колышков и тонкой бечевы размечаются границы будущего фундаментного основания дома (внутренняя и внешняя).
По окончании разметки границ основания можно перейти к обозначению точек установки свайных опор, которые ещё на стадии подготовки проекта должны быть прорисованы на плане постройки с указанием точных расстояний между ними.

Земляные работы и монтаж свай

Порядок проведения земляных работ определяется типом используемых при строительстве опорных элементов, в качестве которых чаще всего используются сваи винтового или буронабивного типа.

В случае винтовых опор необходимости в подготовке специальных приямков, как правило, не возникает. Они вворачиваются в землю посредством специальных механических приспособлений или вручную. В процессе монтажа оголовки винтовых свай выставляют на одном заранее обозначенном с помощью шнурка уровне.

Для монтажа буронабивных свай вам потребуются специальные механизмы, которые могут быть заменены обычным ручным буром с исполнительным инструментом подходящего диаметра. Производимые с их помощью работы осуществляются в следующем порядке:

Сначала этими приспособлениями в нужных точках разметки бурятся скважины под опоры с учётом параметров их заложения.

После выравнивания стенок скважин на них монтируются элементы ограждающей конструкции (опалубки).
Вслед за этим в отгороженное опалубкой пространство опускается арматурный каркас (он предварительно изготавливается из четырёх толстых продольных прутьев, связанных между собой с помощью отожжённой проволоки).

В завершении этой стадии работ производится заливка жидкого бетона, подготовленного любым удобным для вас способом.

Обустройство ростверка

Порядок подготовки связующего основания зависит от типа материала, выбранного для его изготовления. Так, ростверк из металлических профилей просто приваривается к хорошо выровненным оголовкам свай.

При изготовлении небольшого по высоте железобетонного ростверка сначала по всей длине будущей малозаглублённой ленты делается подсыпка из щебня толщиной порядка 15 см.

Затем поверх этой подсыпки монтируется опалубка из деревянных щитов или досок с частичным погружением её стенок в грунт.

Высота элементов ограждения выбирается исходя из заложенных в проекте параметров цокольной конструкции. Сборка щитов и их крепление посредством перемычек и упоров полностью аналогичны соответствующим операциям, производимым при обустройстве опалубки ленточного фундамента.

Армирование формируемой железобетонной конструкции осуществляется точно таким же образом, как это делалось при усилении обычного ленточного фундамента с той лишь разницей, что в этом случае добавляется перевязка с выпусками из свай.

При её формировании свайные выпуски различной длины сначала загибаются, после чего один ряд приваривается к нижнему армирующему поясу ростверка, а второй соответственно – к верхнему.

При обустройстве ростверка не следует забывать о необходимости оставлять вентиляционные продухи, также о закладке труб и коробов, которые необходимы для подводки к дому инженерных коммуникаций.

Как правильно установить буронабивные сваи

С помощью рубероида и мягкой стальной проволоки делаются опалубки, диаметр которых такой же, как у скважины, и выше — на 20-30 сантиметров. Рубероид вверху сворачивают в 2-3 слоя и скрепляются проволокой. Можно использовать и готовые цементно-асбестовые трубы.
На дно насыпается песок и изготовленные «трубы» вставляются в скважины. Нужно внимательно следить, чтобы они возвышались на одинаковой высоте.
Внутрь опоры вставляется арматура. Она должна быть такой длины, чтобы на 30 сантиметров она была вбита в землю и настолько же выступала над опорой.
Перед тем, как установить арматуру, нужно убедиться, что она не тронута коррозией и покрыть составом, предотвращающим ее, например, эпоксидной смолой.
Заливается бетон внутрь и снаружи опоры. Тек же постепенно, как и в предыдущем случае. Если нет вибропресса, воздух «выпускают», протыкая пока еще жидкий бетон прутом в нескольких местах.

Несколько другой способ предполагает такие действия:

Бетон заливается в трубу на треть.
Приподняв опалубку сантиметров на 10, дают некоторому количеству бетона вытечь на дно, и с силой вдавливают ее: площадка, образовавшаяся внизу, прочно закрепит опалубку. Затем вставляется арматура, но так, чтобы она не выступала из столбов.
Кода бетон будет залит до краев, вставляется специальная шпилька с резьбой так, чтобы она выступала на 30 сантиметров.

Преимущества и недостатки

К преимуществам свайно-ростверкового фундамента можно отнести следующее:

простая технология монтажа — работы по обустройству фундамента выполняются силами небольшой бригады рабочих, состоящей из 3–4 человек. За счёт этого снижается общая стоимость выполняемых работ;
скорость возведения — в отличие от ленточного или блочного основания, при монтаже свайно-ростверкового фундамента используется гораздо меньшее количество материалов, что снижает срок возведения несущего основания и строения в целом;
универсальность — фундамент прекрасно подходит для возведения строений на рельефных участках с пучинистым и подвижным типом грунта. При этом наличие высоких грунтовых вод не оказывает никакого влияния на несущую способность конструкции;
срок службы — в зависимости от типа ростверка срок эксплуатации фундамента варьируется от 50 до 100 лет.

Свайно-ростверковый фундамент рекомендуется к обустройству не только на подвижных и слабонесущих типах грунта, но и на почвах с повышенной плотностью, когда подготовка котлована и проведение других земельных работ под ленточный или монолитный фундамент неоправданно.

Среди существенных недостатков этого фундамента можно отметить, что в возводимых домах вряд ли удастся обустроить полноценный цокольный этаж. Даже при обустройстве свайного фундамента с заглубленным ростверком потребуется вложение больших средств, чтобы получить утеплённое и функциональное помещение.

При обустройстве фундамента обязательно используется спецтехника, позволяющая забить сваи на нужную глубину. Это не относится к существенным недостаткам, но перед сооружением основания следует не только просчитать его несущую способность, но и продумать план проезда техники.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

Прежде, чем начинать монтировать фундамент из буронабивных свай с ростверком, необходимо все очень тщательно просчитать. Только правильные параметры и цифры позволят добиться нужного результата и обеспечить прочность, надежность, длительный срок эксплуатации будущего здания.

Расчет буронабивных свай

В процессе расчета свай определяют такие величины: длина опор, диаметр, число и схема расположения. Диаметр обычно берут в диапазоне 15-40 сантиметров, оптимальным считается сечение в 20 сантиметров. Для более точных расчетов можно воспользоваться специальными таблицами с указанием диаметра опор и их несущей способности, актуальной для разных материалов.

Если есть значение несущей способности отдельной сваи, по формуле высчитывают расстояние между ними:

l = P/Q – тут:

l – оптимальное расстояние между опорами
Р – показатель несущей способности сваи
Q – нагрузка на погонный метр основания (массу здания делят на длину самого ростверка)

Так, для дома весом 50 тонн, который строится на глинистой почве на опорах сечением 20 сантиметров, нужно 27 опор (50000 килограммов / 1884 килограмма = 26.53). Также помнят о правиле: расстояние между сваями должно быть равно минимум трем их диаметрам. То есть, если берутся сваи сечением 20 сантиметров, расстояние между ними должно быть как минимум 60 сантиметров. Для плотного грунта цифру увеличивают на четверть.

Монтировать основание под дом нужно по предварительно составленной схеме, в основе которой лежит СНиП, требующий выполнения таких правил: сваи должны быть в углах здания, вдоль несущих стен и под входной группой.

Также желательно устанавливать опоры под тяжелыми элементами (печь, камин, котельная и т.д.). Глубина бурения зависит от того, на какой глубине обнаружены несущие грунты, от уровня промерзания почвы в регионе. Обычно бурят на глубину 1.5-3 метра.

Расчет монолитного ростверка

Когда создается буронабивной фундамент с ростверком, технология предполагает точный просчет самого монолитного каркаса: его высоты и ширины. Чтобы получить значение ширины, используют формулу:

В = М/L*R – тут:

В – ширина ленты
М – вес здания
L – показатель длины ростверка
R – точное значение несущей способности верхнего слоя почвы

Формулу используют и для мелкозаглубленного основания, и для ростверка нулевой высоты. Висячий ростверк считают по другой технологии, достаточно сложной – в таком случае расчеты лучше предоставить выполнить профессионалам.

Ширина ростверка обычно равняется 35-50 сантиметрам. Для коттеджа средней величины вполне будет достаточно ширины в 40 сантиметров и высоты в 30-50 сантиметров, что зависит от предполагаемого заглубления.

Расчет армирования

Когда создается фундамент, буронабивные сваи с ростверком обязательно должен объединять армированный каркас. Армируют рифлеными стальными прутами диаметром 10-12 миллиметров, вяжут гладкой вязальной проволокой сечением от 6 миллиметров.

Положение СНиП диктуют такие правила:

Число прутьев в продольном поясе – минимум 4 с расстоянием до 10 сантиметров
Шаг между поперечными перемычками в продольном поясе – до 30 сантиметров, между соединяющими вертикальными – до 40 сантиметров
Толщина защитного слоя бетона – минимум 5 сантиметров со всех сторон, чтобы избежать коррозии металла.

Чтобы понять, как рассчитывать количество арматуры, можно взять простой пример. Так, если создается монолитный ростверк периметром 9х7 метров, а условные габариты обвязки составляют 40х40 сантиметров, для армирования используются два продольных пояса с тремя стержнями диаметром 14 миллиметров каждый. Значение шага между прутьями равно 10 сантиметрам, пояса объединяют перемычки из прутьев диаметром 11 миллиметров с шагом в 20 сантиметров.

Выполнение расчета:

Определение общей длины стержней в верхнем продольном поясе: 9+9+7+7 = 32 метра (периметр ростверка), 32х3 = 96 (длина трех прутьев) 96 х 2 = 192 (длина, нужная для двух поясов).
Перемычки используются длиной 30 сантиметров, располагаются на расстоянии в 20 сантиметров. Для обоих поясов ростверка нужно: 2х(32/0.2) = 320 штук по 30 сантиметров = 96 метров.
Длина вертикальных перемычек, объединяющих оба каркаса. Длина их такая же, 30 сантиметров, для квадратного ростверка = 96 метров.

Получается, что в данном случае нужно закупать 192 метра арматуры сечением 14 миллиметров и 96 + 96 = 192 метра сечением 11 миллиметров для перемычек.

Вязальную проволоку рассчитывают так: на одно соединение тратится 40 сантиметров материала. Количество соединений равно: 4х(32/0.2) = 640 штук по 40 сантиметров = 256 метров.

Плюсы и минусы

Свайный фундамент может использоваться для сооружений любого назначения, в т.ч. жилых домов (смотрите: типы частных домов). По сравнению с другими типами оснований он имеет такие преимущества:

Возможность установки практически на любых грунтах, независимо от уровня грунтовых вод и промерзания, а также на участках с уклоном. Единственным исключением являются скальные выходы, в которых очень трудно пробурить скважину или вбить сваю.
Быстрота возведения. Сваи в большом количестве устанавливаются за 1 день. Строительство самого дома можно начинать уже на следующий день (за исключением бурозаливных вариантов).
Отсутствие необходимости в проведении трудоемких земельных работ и тщательного выравнивания площадки.
Большая несущая способность. Одна свая способна выдерживать более 5 тонн.
Долговечность. Срок эксплуатации составляет более 100 лет.

При выборе типа фундамента надо учитывать и имеющиеся недостатки:

Необходимость специальной техники для бурения или погружения свай. Аренда ее обходится достаточно дорого, что повышает значительно общую стоимость строительства.
Существенная зависимость от качества используемых свай. Надежный фундамент получится только из высококачественных изделий, что «съедает» экономию на материалах.
Необходимость полноценных геологических изысканий, позволяющих правильно оценить заглубление и проведение необходимых расчетов.
Сложности с обустройством подвала и цокольного этажа.
При использовании забивной технологии – ограничения по расстоянию до ближайших строений, т.к. использование даже облегченного молота вызывает сильное сотрясение грунта.

Советуем почитать: СНиПы и нормы на строительство частного дома

Наличие указанных недостатков существенно ограничивает применение свайного фундамента. Для больших сооружений он обустраивается по необходимости из-за наличия сложного грунта. В то же время, мелкозаглубленный вариант, когда сваи можно установить вручную, активно используется для небольших построек – бани, гаражи, хозяйственные строения.

Утепление ростверка

При строительстве жилых и общественных зданий важным является проведение работ по теплосбережению строения. В случае использования свайно-ростверкового или ленточного фундамента повысить температуру в помещениях поможет утепление бетонного основания.

Потребуется приобрести жидкую битумную мастику и плитный утеплитель – пенополистирол или пенополиуретан. Технология процесса не сложна. Предварительно вся поверхность монолитного ростверка промазывается мастикой. Ее можно наносить кистями, валиками, при невысокой вязкости – разбрызгиванием. Затем даем массе высохнуть.

Обработанную поверхность утепляем плитами утеплителя. Крепить их к бетону можно специальными клеевыми составами или механически. В последнем случае потребуется сверло с твердосплавными напайками и множество специальных пластиковых крепежей – грибков с большими плоскими шляпками.

Виды свай

Перед строительством дома на винтовых сваях нужно определиться с выбором вида опор, материалом изготовления и способом заглубления. Сваи подразделаются на разновидности в зависимости следующих факторов:

Использование материала при производстве опоры: железобетон, бетон, плотная бентонитовая или местная глина, сталь (трубы, рельсы и т.д.), грунт (глина), деревянные бревна, комбинирование нескольких материалов.
Форма опоры: круглая, квадратная, в виде трапеции, призмы, с расширенным нижним краем.
Глубина залегания, вес, толщина диаметра, зависят от точки промерзания грунта, близости грунтовых вод, веса постройки. Используются цельные 12-20 м изделия, составные, срощенные из нескольких частей с помощью хомутов или сварки. Форма нижнего края изготавливается открытой или закрытой специальным наконечником.
По методу перераспределения нагрузки на почву подразделаются на вертикальные (передают всю нагрузку от постройки на плотный слой почвы находящийся под неустойчивым слоем), висячие устанавливаются наклонно (нагрузка передается через трение земли об неровную поверхность стенки сваи).

Буронабивной свайный фундамент

Буронабивное основание сооружается непосредственно на месте строительства путем заливки пробуренных скважин в грунте бетоном с предварительным армированием. К этому виду относится фундамент ТИСЭ, который на сегодня пользуется наибольшим спросом среди застройщиков. Он лучше других разновидностей работает в условиях морозного пучения, а крупные строительные компании Московской области дают на него даже пожизненную гарантию.

Рисунок 12. Внешний вид буронабивного основания типа ТИСЭ

Особенности

ЖБ фундамент типа ТИСЭ представляет собой конструкцию на основе буронабивных свай с полусферической подошвой в нижней части и железобетонным ростверком. Подобное конструктивное исполнение опор способствует увеличению их несущей способности, повышает устойчивость к воздействию сил морозного пучения. В большинстве случаев буронабивные сваи сооружаются ниже глубины промерзания грунта.

Рисунок 13. Конструкция фундамента ТИСЭ

Другие особенности буронабивного основания:

Более низкая цена устройства по сравнению с традиционным ленточным фундаментом.
Минимальный объем земляных работ – нужно подготовить только скважины с расширением в нижней части и снять верхний плодородный слой почвы.
Универсальность – подходит для разных типов грунтов, за исключением болотистых, обводненных и илистых. На каменистых и скалистых почвах сооружение проблематично из-за сложности бурения скважин.

При выборе этого типа основания также следует учитывать, что он требует устройства широкой отмостки (как правило, не менее 1 м).

Устройство

Монтаж свайного фундамента по технологии ТИСЭ требует наличия специального бура – ТИСЭ-Ф, который имеет конструкцию раздвижной штанги с 2-мя рукоятками и режущими кромками. Опускают его на уровне расширения нижней части сваи.

Общая технология устройства:

Разметка расположения железобетонных опор.
Бурение скважин и подготовка расширений в нижней их части.
Изготовление и установка армирующего каркаса из рифленой арматуры диаметром 12-16 мм для буронабивных свай.
Гидроизоляция скважин путем расположения в них рулонного гидроизоляционного материала.
Заливка скважин бетоном с тщательным уплотнением для удаления воздуха из смеси.
Рисунок 14. Последовательность устройства свай с полусферическим расширением в основании
Сборка опалубки для железобетонного ростверка.
Изготовление армирующего каркаса и его связка с арматурой свайных опор.
Бетонирование монолитной ленты.
Фото 15. Бетонирование монолитной ленты поверх железобетонных свай

Бетонирование свайных опор и ростверка лучше выполнять одновременно, что позволит создать цельнолитую железобетонную конструкцию. Но в этом случае будет более затруднительным процесс уплотнения бетона в скважинах. Поэтому чаще изначально выполняется заливка свай, а после – выполняется сборка опалубки для ростверка, армирование и бетонирование ленты.

Подробно процесс устройства фундамента ТИСЭ рассмотрен в следующем видео:

Существуют и другие технологии сооружения свайных фундаментов, но их применяют гораздо реже. Так, для легких построек типа бань, гаражей, хозпостроек застройщики часто используют асбестоцементные трубы в качестве оболочки. Они погружаются в предварительно пробуренные скважины, в их внутреннюю полость устанавливается армирующий каркас и производится заливка бетоном.

Рисунок 16. Последовательность устройства свайного основания с применением асбестоцементных труб