Какие бывают виды свайных фундаментов + какой из них лучше всего подходит для частного строительства

Какими особенностями обладает свайное основание?

Свайный фундамент обладает рядом особенностей:

• позволяет выполнять постройку дома непосредственно после погружения опор в грунт. Для этого необходимо срезать оголовок сваи по уровню и объединить все опоры ростверком;
• может сооружаться в любых климатических условиях, независимо от температуры окружающей среды. Универсальность технологии погружения опор позволяет сооружать свайное основание при любой погоде;
• отличается повышенным запасом прочности и высокой степенью надежности. Ведь у каждой сваи несущая способность подбирается с учетом массы строения и характера почвы.

Отсутствие усадки опор на протяжении длительного периода эксплуатации зданий также является существенной особенностью свайного фундамента.

Столбчатый вид

Модель столбчатого фундамента

Эта разновидность фундамента характеризуется довольно низкой себестоимостью – например, общая смета этого фундамента будет в два раза ниже, чем в случае с ленточным фундаментом. Столбчатая конструкция применима для строительства зданий, проект которых не подразумевает наличие подвального помещения, а стены не тяжелые. Примеры – финские домики или каркасные сооружения. Кроме того, этот вид фундамента было бы очень неплохо использовать для строительства бани. Технология сооружения его достаточно проста – под углами наружных стен здания и под местами их пересечения устанавливаются столбы, а сверху на них кладутся балки связи. Столбы также устанавливаются и по всему периметру строения на расстояние не более 2,5 м друг от друга.

Как закладывается фундамент МКД

Выполнив все требуемые исследования и создав проект, начинают обустройство фундамента. Процесс проведения работ по сооружению основания включает в себя несколько основных стадий.

Подготовительные работы заключаются в подготовке строительной площадки. Территорию нужно освободить от построенных конструкций, деревьев и кустарников, мусора и иных посторонних предметов. Монтируется ограда, которая будет препятствовать проходу сторонних людей, устраиваются пути подъезда для строительной спецтехники.

Поверхность стройплощадки нужно выровнять, далее вырыть котлован, который утвержден в проекте до необходимого размера. Затем земля на дне трамбуется. После производится разметка с указанием участков монтажа свай.

Установка свай отличается по своей технологии с учетом того, какой их вид используется:

Винтовые ввинчиваются в землю с помощью электрического либо гидравлического оборудования. Перед установкой их поверхность обрабатывается гидроизолирующими средствами. После монтажа сваи подрезаются в один уровень. Их внутренние полости заливают бетонным составом.

Буронабивные сваи с армированием создаются непосредственно на строительном объекте. На начальной стадии производят бурение отверстий необходимого размера в земле с использованием специального оборудования — ямобура. Чаще всего стены скважин укрепляются с помощью обсадной трубки. В созданное отверстие вставляется пояс из стальных арматурных стержней и заливается бетонный раствор.

Забивные сваи монтируются с использованием забивной спецтехники — копра. На участке монтажа проделывают маленькое углубление, затем свая обвязывается стальным тросом и устанавливается вертикально. После с помощью копра она вбивается на необходимую глубину. Когда монтаж всех элементов завершен, верхушки свай ровняют в единый уровень.

Далее выполняется установка ростверка из железобетона. Для устройства этой части фундамента нужно создать опалубку, на дно которой настилается слой гидроизоляции. Затем связывается арматурный каркас и вся конструкция заливается бетонным раствором. Оголовки свай углубляются в ростверковую конструкцию не меньше чем на 100 см.

Устройство монолитной плиты подразумевает проведение таких работ:

1. Засыпка и выравнивание подушки из песка.
2. Создание подбетонки.
3. Настил слоя гидроизоляции.
4. Устройство опалубки.
5. Организация арматурного каркаса (для крепления арматурных стержней, как правило, используется сварка).
6. Бетонирование.

После застывания бетона производится обработка поверхности битумной мастикой либо иным средством для гидроизоляции. По факту, бетонный монолит — это пол нижнего этажа, поэтому использование слоя гидроизоляции наносится в обязательном порядке.

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.

Частые ошибки и советы, как их избежать

Ключевые моменты, которые упускают из внимания начинающие строители:

1. Отказ от геологии участка. Справочники и другие источники не дают достоверную информацию об особенностях грунта на конкретном участке. Для сокращения финансовых затрат можно провести исследование своими руками, копая шурфы в нескольких местах на участке и визуально определяя почвенный состав.
2. Отказ от армирования. Стальной силовой каркас обеспечивает устойчивость опорного элемента по отношению деформирующих сил, возникающих в почве. Бетонные неармированные сваи уступают ж/б элементам по прочности и сроку службы.
3. Расчет фундамента только компьютерными программами. Открытый доступ к сервисам для расчета параметров свайного основания привлекателен для начинающих конструкторов, но никакой калькулятор не учтет всех нюансов строительства в конкретных условиях. Если инженерные расчеты слишком сложны для строителя, лучше заказать проектирование у профессионалов.

Особенности грунта, влияющие на выбор фундамента

Грунт является довольно сложной и многокомпонентной геологической системой, состоящей из горных пород, почв, а также различных техногенных образований.

Существует множество видов классификации грунтов по разным характеристикам и критериям. Все нюансы учитываются специалистами, которые могут провести геодезические исследования и подобрать на этой основе наиболее оптимальное решение для выбора фундамента.

Рассматривая общие характеристики грунта, можно выделить следующие:

• Скальные и каменистые грунты. Они являются отличным основанием под строение по той причине, что камень не подвержен ни пагубному влиянию воды, ни отрицательному воздействию мороза. Лучшим примером местности с данным видом грунта является Крым.
• Грунты глинистые. Такие грунты подразделены на три подвида: глина, суглинок и супесь – относятся больше к пучинистому виду грунтов. Далеко не лучший вид грунта для строительства, постоянно деформируется. Имеет небольшую плотность, поэтому легко насыщается водой и находится в «текучем» состоянии, а при замерзании вспучивается. Все это способствует повышению уровня грунтовых вод, что неизбежно приводит к протечке коммуникаций и подтапливанию фундаментов. Только в сухом виде глинистые грунты возможно условно частично отнести к непучинистым видам.

Грунт глинистый

Песчаные грунты. Их относят к непучинистым видам грунта, т.е. они очень хорошо пропускают сквозь себя воду, отлично поддаются трамбовке и уплотнению. Вода не застаивается, а уходит вниз, тем самым не представляя опасности фундаменту. Песчаные грунты бывают: гравелистые, песок средней фракции и мелкий песок (его также называют «пылеватым», такой вид песчаного грунта по своим свойствам приближен к глинистым грунтам).

Подготовка песчаного грунта под фундамент

Органические грунты. К таким относятся, например, грунты торфяные, илистые. Это самый проблемный вид грунтов ввиду того, что они наиболее рыхлые, неустойчивые, отличаются самым высоким уровнем грунтовых вод. Такие грунты наиболее часто подвергаются деформации. Особенно распространены органические грунты в таежных районах и частично в Подмосковье.

Подготовка под фундамент грунта торфяного

Грунты имеют склонность к определенным движениям и деформации под фундаментами строений, это следующие:

• Осадка. Возникает в основном под действием веса конструкции как сразу после сооружения фундамента, так и через несколько лет.
• Просадка. Это явление возникает и под воздействием возведенной конструкции, и благодаря грунтовым водам.
• Грунтовые движения. Это и подъем, и осадка грунта, которая напрямую зависит от влажности, из-за которой меняется объем грунта (может набухать и сжиматься, например, замерзание и оттаивание льда). Движения грунтов могут быть горизонтальными (благодаря эрозии склонов) и оседающими (по причине воздействия воды).
• Неравномерная деформация. Это самый опасный вид движения грунта, причинами возникновения которого является неоднородный состав грунта, неравномерное насыщение влагой как следствие неравномерного уплотнения при строительстве сооружения.

Основные плюсы свайно-винтового фундамента

Отдавая свое предпочтение тому или иному типу фундамента, наш выбор всегда основывается на его положительных качествах, поэтому давайте с них и начнем.

1. Стоимость фундаментаТочной цифры, на сколько свайно-винтовой фундамент обойдется дешевле, чем другие типы, на вскидку Вам никто не скажет, потому что необходимо учитывать множество факторов, начиная от глубины заложения, и заканчивая весом и размером самой постройки. Но, как показывает практика, выгода начинается от 20-40%, по сравнению со столбчатым и мелкозаглубленным ленточным фундаментом, а если сравнивать его с заглубленным ленточным или монолитной плитой, то здесь цена уже может отличаться в несколько раз, а в наше время — это огромный плюс.2. Легкость и удобство монтажаМонтаж свайно-винтового фундамента настолько прост, что его можно осуществить своими руками, без применения спецтехники и дорогостоящих инструментов, прибегнув лишь к помощи друзей или родственников.Как правило, достаточно 3 человек, чтобы без проблем осуществить монтаж.3. Очень быстрый монтаж винтовых свайЗначительный плюс винтовых свай, потому что в большинстве случаев, монтаж фундамента осуществляется за 1-2 дня. В то время, как другие типы фундамента, включающие в себя такие этапы, как копку, армирование, устройство опалубки и заливку бетона, займет гораздо больше времени, сил и средств.Но стоит помнить, что время монтажа полностью зависит от профессионализма работников, грунта и глубины заложения винтовых свай.4. Уклон на участке — не помеха для свайно-винтового фундаментаКаким бы ни был уклон на Вашем участке, он не будет проблемой для монтажа свайно-винтового фундамента. Большая разница в высоте (5-8 метров), может стать практически не преодолимой преградой для железобетонных типов фундамента, а свайно-винтовой – с этой задачей справиться.Тут стоит отметить, что другой тип фундамента, например ленточный, с этой задачей тоже может справиться, но это обойдеться Вам в несколько раз дороже.5. Чистый участок после заложения фундаментаВ процессе заложения фундамента, на участке не будет лишних отходов и грязи, таких как выкопанный грунт, пролитый бетон, следы от техники на газоне и т.д. Хоть и не такой значительный, но все же плюс.Закладывая фундамент на винтовых сваях, Вам не придется думать, куда деть лишний грунт, как очистить участок6. Монтаж в любое время годаВ отличие от бетонных и железобетонных фундаментов, устройство которых в зимний период предусматривает дополнительные затраты на прогрев бетона, противоморозные добавки и т.д., монтаж винтовых свай можно производить практически при любой температуре воздуха и без дополнительных затрат. Тем более, все знают, что строительство зимой гораздо дешевле.7. Теплый пол в домеОсобенность этого фундамента такова, что между грунтом и полом дома присутствует приличная прослойка воздуха, а как известно, воздух – хороший теплоизолятор. Таким образом, если сравнивать полы по грунту, и полы «висящие в воздухе», то теплее будут вторые, при одинаковых затратах. А это уже значительный плюс в пользу винтовых свай.8. Быстрая готовностьЕсли бетонные фундаменты предусматривают затвердевание в течение 28 суток, а также время для усадки, перед тем, как начнется монтаж стен, то свайно-винтовой фундамент, готов к расчетным нагрузкам сразу после монтажа.9. Простота наращивания фундаментаВ случае, когда Вам необходимо, по каким-либо причинам, после монтажа винтовых свай, немного изменить проект дома, планировку, или просто пристроить что-либо, нарастить свайно-винтовой фундамент не составит особого труда. Что не всегда возможно сделать без значительных затрат с другими видами фундаментов.10. Несложный ремонт фундаментаОт некачественных материалов, неправильного монтажа, да и вообще неквалифицированных специалистов – не застрахован никто. Так вот, если по какой-либо причине, винтовая свая лопнет, то ее легко будет заменить, даже если дом уже будет построен. А вот если лопнет ленточный или плитный фундамент, то ремонт обойдется Вам в очень большую сумму.11. Не тянет влагу из грунтаБлагодаря тому, что связь дома с грунтом осуществляется только через металлические сваи, влага, расположенная в земле, никаким образом не сможет проникнуть ни в стены, ни в пол Вашего дома.

Вот мы и рассмотрели все основные плюсы свайно-винтовых фундаментов. Как видно, их огромное количество, большинство из которых могут стать весомым аргументом в пользу винтовых свай при выборе фундамента под дом.

Типы свай

Опоры под здание делятся на разные виды в зависимости от определенных параметров. Итак, в зависимости от метода погружения различают:

• Забивные – при этом в качестве материала может использоваться металл и дерево, а помимо этого – железобетон. Такие сваи забивают в землю с помощью специальной техники (молотов, вибраторов и плунжеров), поэтому нет необходимости извлекать грунт на поверхность.
• Железобетонные сваи-оболочки, которые создаются при условии удаления лишнего грунта, после чего полости заполняются бетонной смесью.
• Набивные — обустраиваются наполнители путем уплотнения грунта, а затем в полость заливается бетон.
• Винтовые сваи забиваются в землю с помощью кабестана.
• Буровые – их получают путем бурения скважин, а затем заливают бетонной смесью.

Типы свай делятся по нагрузкам на опоры:

• свайные стойки – полностью передают все нагрузки, получаемые от конструкции, на грунт;
• так называемые «висячие», при этом нагрузка на грунт приходится на боковые грани свай.

Помимо общей классификации, существует еще несколько разновидностей конструкций, отличающихся формой сечения:

• квадратные;
• прямоугольные;
• тавровые;
• двутавровые;
• круглые с отверстием внутри;
• квадратные с круглым отверстием.

Способ армирования свай и конфигурация исполнения также различаются. Поэтому можно создать цельную опорную конструкцию или составную из отдельных элементов. Также бывают сваи с разными окончаниями: остроконечные, с расширенной подошвой, с закрытой или открытой полостью, расположенной в нижней части опоры.

Преимущество остроконечных свай в том, что их быстрее и легче забить в грунт, а расширение основания опоры не позволит ей поддаться силам, действующим на пространство в холодное время года.

Устройство своими руками

Все работы начинаем с создания проекта, расчета нагрузки, глубины заложения, выбора вида материала для основания. Затем подготавливаем участок. Проводим разметку расположения свай, ростверка. О нюансах строительства свайно-ростверкового фундамента смотрите в этом видео:

Расчет расположения свай

В местах значительной нагрузки сваи располагаются кустами

Чаще всего опоры устанавливаются вертикально, но при строительстве на участке с рельефом сваи могут устанавливаться под углом. При монтаже кровли на открытых площадках опоры устанавливаются точно под колоннами и стойками.

При строительстве частного дома их распределают по всему периметру. Под участком домостроения, который будет отличаться значительной нагрузкой опоры, устанавливают кустами.

Последовательность самостоятельного расчета:

• план домостроения делим на прямоугольники;
• в углах, местах пересечения стен отмечаем точки для установки опор.

Расчет опорной площади

Опорная площадь рассчитывается исходя из массы домостроения и коэффициента надежности.

Площадь опоры считается: массу дома умножаем на ¼ несущей способности грунта. Обязательным условием является установка ниже уровня промерзания грунта.

Подготовка участка

Полностью снимаем плодородный слой почвы, убираем корни растений. Размечаем периметр домостроения, с помощью колышков отмечаем расположение несущих конструкций и перегородок. Между кольями натягиваем веревку, проверяем, чтобы она располагалась по уровню. Подробнее о подготовке участка смотрите в этом видео:

Устройство буронабивных свай

Перед заливкой свай бетоном устанавливают каркас из арматуры

После завершения всех подготовительных работ отмечаем места установки опор.

Этапы:

1. Первый слой грунта толщиной 1,5-2 м выбираем с помощью насадки на бур, затем бурим отверстие с использованием шнека.
2. На дно скважины насыпаем песчаную подушку, толщиной 30-40 см.
3. Устанавливаем металлический арматурный каркас, застилаем стенки рубероидом, или устанавливаем полую обсадную трубу.
4. Заполняем пространство бетонным раствором без перерывов до полного заполнения. Труба по мере наполнения раствором поднимается к поверхности. При использовании рубероида он остается в скважине, обеспечивая гидроизоляцию.
5. Формируем верхнюю часть сваи.

Устройство винтовых свай

Винтовые сваи применяются для монтажа фундамента под легкие постройки.

Этапы:

1. Сверлим ручным буром отверстие под скважину глубиной полметра.
2. Вставляем в выемку сваю, в верхнее ее отверстие продеваем рычаг для вращения. Ввинчиваем опору, через каждые несколько витков проверяем вертикальность ее монтажа.
3. Головы подравниваем, чтобы все сваи расположились в горизонтальной плоскости.

Устройство свай в вечномерзлой почве

Вечномерзлый грунт представляет собой плотный несущий слой. При бурении скважины его целостность должна сохраниться. При нарушении структуры льда его свойства восстанавливают до первоначальных. Вмораживают опору до образования единого целого со слоем льда.

Устройство ростверка

Перед заливкой ростверка смонтируйте все коммуникации

После полного отвердевания опор и набора ими прочности монтируем бетонный ростверк. Предварительно проводим коммуникации, чтобы перемычки не мешали их установке.

Этапы монтажа бетонной обвязки:

1. Собираем опалубку, по ширине равную толщине стен, высота ее будет зависеть от высоты цоколя.
2. Внутрь опалубки насыпаем слой песка, тщательно его утрамбовываем.
3. Укладываем гидроизоляционный материал.
4. Монтируем металлический каркас.
5. Заливаем бетон.

После застывания бетона разбираем опалубку, убираем из-под ростверка песчаный слой.

При использовании металлической обвязки двутавровую балку или швеллер срезаем болгаркой под углом 45 градусов, свариваем двойным соединением, для большей крепости соединяем болтами.

Разновидности конструкций свай

Забивные сваи.

Сваи изготавливаются из таких материалов, как:

• Железобетон. Самый распространенный вариант. Установка железобетонных фундаментов наиболее проста, так как предполагает использование бурового метода, при котором свайная конструкция создается непосредственно в грунте. Также возможна установка готовых железобетонных конструкций с винтовыми нарезками.
• Металл. Металлические сваи представлены швеллерами, трубами, свариваемыми между собой рельсами и двутаврами. Они отличаются простотой установкой в грунт и используются там, где железобетонные конструкции монтировать невозможно. Основным недостатком таких свай является подверженность коррозии. Металлические трубы могут быть полыми, а могут заполняться бетонной смесью.
• Дерево. В качестве сырья используются хвойные породы дерева или дуб. Деревянные сваи способны выдерживать нагрузку средней силы, как правило, они используются в условиях вечной мерзлоты, где процессы гниения существенно замедляются. В других регионах использование деревянных фундаментов ограниченно, так как воздействие влаги ускоряет их гниение и сокращает срок службы.

Металлические винтовые сваи.

Выделяются следующие формы сечения:

• Квадратные.
• Круглые полые и заполненные.
• Прямоугольные.
• Тавровые (в форме буквы «Т»).
• Двутавровые (сходные по форме с буквой «Н»).

Для укрепления конструкции опорные пяты свай расширяются, но возможен их монтаж без расширения. Опорные пяты могут быть:

• Разбуриваемыми с долотом для уширения забоя.
• Выпрессовываемыми.
• Камуфлетными – пята расширяется с помощью химического или электрического взрыва.

Технология установки

Свайный фундамент для дома, более технологичный, чем столбчатый. Для столбчатых, необходимо рыть ямы. Для свайных фундаментов, необходимо сделать скважины, установить опору и укрепить цементом. Это легче, потому что, все земляные работы делает бур. Именно потому данная технология устройства самая распространенная.

Разметка свайного фундамента – это прежде всего, необходимость обозначить места ввинчивания свай. Чтобы понять, как сделать свайный фундамент, нужно:

1. Перенести базовые линии конструкции.
2. Перенести точки, где будут установлены сваи.
3. Вычислить расстояния между сваями.
4. Рассчитать высоту свай, на которую мы будем ориентироваться.

Разметка важна, чтобы не допускать ошибок при установке конструкции.

Количество свай, при расчете свайного фундамента, зависит от веса дома, а также от его эксплуатационных нагрузок.

Если правильно отрегулировать штангу бура, глубина скважины может быть до 10 метров. Диаметр ручного бура не бывает больше чем 30 сантиметров.

Благодаря лопастям, вам не придется прикладывать усилия при бурении. Существуют буры, которые позволяют сделать нижнюю часть скважины широкой. Благодаря этому можно экономить материалы, и уменьшить размер конструкции. Для бурения скважин диаметром более 50 см , предпочтителен электрический или бензиновый бур.

Устройство

Теперь, можно начинать устройство свайного фундамента. Нужно, чтобы сваи были на 30 сантиметров длиннее ямы. Устройство свайных фундаментов состоит из нескольких этапов:

1. Наложение рубероида.
2. Затягивание вершины проволокой. Это будет опалубкой.
3. Теперь можно опустить сваю в почву.

В яме может быть вода. Это не проблема, но только если ее уровень не превышает четвертины глубины скважины.

Труба обязательна для установки фундамента. При ее отсутствии, он будет менее прочным. При затвердевании бетона, следите за количеством цементного молочка.

Если почва начнет его впитывать, прочность конструкции снизится. После бурения скважин, нужно сделать арматурный каркас. Он нужен, чтобы сделать столбы прочными.

Вам понадобятся три арматурные пруты диаметром 6 мм. Их нужно скрепить. Стержни, соединяющие ростверк и столбы, нужно сделать выше залитых изделий. Чтобы не ошибиться при расчетах, от высоты ростверка отнимают 2 см. Когда каркас был установлен, его заливают бетоном.

Ростверк – фундамент конструкции, необходимый для распределения нагрузки по сваям. Существует три вида ростверков:

Еще они делятся на низкие и высокие. Первые устанавливаются прямо в грунте. Вторые же только на сваи. Есть некоторые параметры ростверка, которые рекомендуются для легких домов:

1. Их длина должна быть больше 30 сантиметров.
2. Ширина зависит от цокольного этажа. Если его нет, то от стен дома, но не меньше 40 сантиметров.

Нельзя разрезать или пересекать ростверк трубами. Отклонение от центра свай, не должно превышать 5 сантиметров.

В процессе постройки, самое важное – закрепление ростверка на оголовках свай. Во время работ по бетонированию, вертикально устанавливается первый стержень

Второй на оголовки. Его длина такая же, как и ширина свай с пластинками. Их высота позволяет захватить сваи и монтированные элементы ростверка.

Стыки нужно покрыть цементом. А коротыши стержней — привариваются к петлям ростверка.

В процессе замены балки на железобетонную, перемычки закрепляются сваркой или связываются проволокой. После окончания работы и установки фундамента, стыки замазываются цементом. Перед тем, как начать строить здание, проверяются отметки плоскости ростверка. Их можно выровнять при помощи цемента с использованием нивелира. Теперь нужно окончательно измерять все стороны и диагонали ростверка.

Устройство ростверка свайного фундамента

Ростверк – решетка из монолитного железобетона, соединяющая оголовки. Устраивается для размещения несущих наружных и внутренних стен.

Ростверк бывает:

• низкий или заглубленный – верхняя плоскость или срез находится на уровне или ниже уровня грунта, в этом случае он схож с мелкозаглубленным фундаментом, но от него отличается опорой не на грунт, а на сваи;
• повышенный или поверхностный – нижняя плоскость находится на грунте, но не опирается на него, на пучинистых грунтах требуется песчаная подушка;
• высокий или приподнятый – при пучениях грунт его не достает, требует устройства забирки – легкой стенки от грунта до ростверка.

Конструкция ростверка может быть:

• сборной – готовые балки устанавливаются концами на забитые сваи, стыки соединяют цементно-песчаным раствором;
• сборно-монолитной – готовые балки делают с выпусками арматуры, стыки арматуры сваривают и в опалубке заливают бетоном;
• монолитной – арматурные каркасы балок ростверка устанавливают в опалубку, соединяют по определенным правилам и заливают бетоном.

О правилах устройства ростверков и армирования стыков стен и углов смотри тут (статьи «Армирование ленточного фундамента» и «Армирование столбчатого фундамента»).