Фундамент на железобетонных сваях для частного дома: разновидности и этапы монтажа

Виды свай, используемых для возведения фундаментов дома

Для начала давайте мы с вами разберем, что же такое свая.

Свая – это стержень, изготовленный из металла, дерева или железобетонной конструкции, который заглублен в грунт в основание сооружения, благодаря этому фундамент становится прочнее.

Различают по материалу, из которого произведена свая:

Дерево – основная масса свай производится из сосны, возможно применение дуба.Нижний конец заостряют, в виде пирамиды.Если требуется, надевают металлический кожух.При забивании в грунт, на верхний край сваи надевают металлический набалдашник, для того чтобы не нарушить целостность.Применяют при средних и малых нагрузках, в слабых грунтах.

Железобетон – в состав входит арматура и тяжелый бетон. В основном имеет 3 ходовых размера 300×300 мм. и длина до 12 м, 350×350 см. и длина 16 м, 30×30 см. и длина до 12 м, 400×400 см. и длина до 16 м. Используют для всех видов грунтов. Сваи данного типа выдерживают максимальную нагрузку.

Сталь – Сваи производят из новых стальных труб классом не ниже СТ-3. Могут использоваться высшие сплавы марки СТ-20, это залог долговечности и прочности.

Подразделяются по способу заглубления в грунт:

Винтовые сваи – это стальная труба, с винтом и конусом на одном конце. Диаметр сваи варьируется от 70 мм. до 350 мм., длина всей конструкции от 2 м. до 11 м., при этом диаметр лопастей винта варьируется от 250мм. до 850 мм., толщина трубы не меньше 4 мм. Есть два вида винтового наконечника сварной и литой. Литой, производится только на заводе, значительно дороже, намного прочнее и поэтому применяется для постройки жилых помещений. Дома на свайно-винтовых фундаментах — это просто и удобно, без применения специальной техники погружается в грунт.

Забивные сваи – из названия все понятно, с помощью специальной техники забивают в грунт, в качестве свай используют толстостенные трубы, железобетонные изделия (ЖБИ).Имеют длину до 16 м. Но могут быть составными, что позволяет увеличить их длину.Используют часто в масштабных строительствах, где требуется максимальная нагрузка на фундамент.

Буровые сваи – сначала бурим скважину заданной глубины и диаметра, а впоследствии, устанавливаем любой вид сваи.

Буронабивные сваи – так же производим бурение скважины до заданного уровня, с помощью инвентарной трубы, затем забой чистят и очищают. Делаем каркас из арматуры и все заливаем раствором бетона. После тог как бетон подсохнет, инвентарная (вспомогательная) труба удаляется.

Варианты использования

В каких случаях стоит использовать сваи под дом?

После того, как мы с вами знаем, что такое свая и рассмотрели основные виды, давайте определимся, где и при каких условиях мы можем использовать данную технологию.

1. Возможно постройка на торфяниках и болотистой местности. Благодаря лопастям, свая не поддается воздействию движения грунта, грунтовых вод.
2. Возможность возведения здания на сейсмоактивной территории.
3. Строительство на неровных участках, склонах, оврагах. Благодаря тому, что сваи имеют большую длину, и могут углубляться на разные глубины, не в зависимости друг от друга.
4. Если вам требуется возвести легкую и простую конструкцию.

Строительство деревянного дома на сваях

Ключевым элементом жилья является фундамент, который должен справляться с возлагаемой на него нагрузкой. При свайно-винтовом фундаменте каждую сваю можно вкручивать на разную глубину, зависящую от типа почвы в каждой точке земельного участка. Возводить дом можно даже на склоне, главное придерживаться разработанного проекта.

Этапы создания фундамента на винтовых сваях:

• Подготовка документации и получение проектного решения.
• Проверка сваи нагрузкой.
• Разметка участка и разбивка основания на оси.
• Проверка материалов и деталей, их качества и соответствия.
• Создание лунок в местах, где планируется установка свай.
• Погружение свай и их обрезка.
• Бетонирование полости.
• При помощи сварочного аппарата проводится крепление оголовки и ростверку.
• Создание акты скрытых работ на погружение.
• Составление акта на возведение объекта.

Что касается установки свай, то это можно сделать одним из следующих способов:

• Ручным – если спецтехника не может попасть на участок.
• Механическим.
• Редукторным.

Виды свай

Ключевое предназначение свай — брать на себя объем веса от строения и транслировать его на почву. Они являют собой длинные стержни из разного материала, которые монтируются в грунт.

По сопряжению с почвой сваи делятся на стойки, что направляют нагрузку на каменистую почву напрямую, или же висячие образцы, которые могут рассредоточить вес сооружения.

По технологии погружения сваи делятся также на несколько видов.

В зависимости от материалов исполнения сваи бывают:

• ж\б;

• деревянные;

• бетонные;

• металлические;

• составные.

По конфигурации сечения и конструкции сваи бывают:

• трубчатые;

• квадратные;

• прямоугольные;

• многоугольные;

• с уширением и без;

• состоящие из нескольких элементов и цельные;

• ж\б призматического типа;

• конусные;

• сплошного сечения;

• полые;

• винтовые;

• сваи колонны.

В основном они имеют форму прямоугольника и квадрата. Кроме этого, порой внутри них имеется цилиндрическая полость. Их ключевое различие в том, что длина монолитной сваи неизменная.

Эта разновидность свай выделяется возможностью комплектовать из нескольких маленьких свай одну длинномерную. Они являют собой блочные железобетонные элементы, которые состыковываются между собой.

Что такое свайно-винтовой фундамент?

По конструктивному устройству винтовая свая – полая внутри труба из железа, на нижнем конусовидном конце которой приварены лопасти бура для ее ввинчивания в землю. После погружения в грунт эти опорные столбы связываются ростверком либо нижними рядами сруба. В результате каждая из опор принимает на себя часть нагрузки от здания, распределяя ее по всему свайному полю.

Так выглядит основание

Лопасть на конце наконечника снизу с одной стороны упрощает вкручивание трубы в плотные грунтовые слои, а с другой – играет роль удерживающего анкера. В отдельных случаях при необходимости подобная опора просто выкручивается из земли и используется на новом месте для нового свайного фундамента. Главное чтоб она не проржавела к этому времени, находясь в грунте.

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.

Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки.  В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли

Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи.  Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.

Как работает ростверк и что он дает

Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.

Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай.  Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.

Ленточный фундамент на сваях

Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.

В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.

Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.

В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.

При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.

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.

Этапы возведения деревянного дома на сваях

При строительстве загородного дома важно, чтобы все оказывало положительное влияние, как на его внешний вид, так и эксплуатационные характеристики. Для возведения конструкции нужно грамотно выбрать и создать фундамент, ведь он служит основанием, определяющим надежность конструкции

Свайный фундамент – легкий, недорогой и долговечный вариант, который прослужит более ста лет.

Алгоритм возведения деревянного дома на сваях:

• Создание проекта и подготовка документации.
• Тщательный анализ участка и почвы.
• Выбор свай.
• Разметка территории и определение месторасположения свай.
• Монтаж фундамента.
• Установка ростверки.
• Строительство жилья.

Не трудно догадаться, что с первыми сложностями придется столкнуться уже при создании проекта, ведь для этого нужно провести гидрогеологические и инженерно-геологические изыскания, тщательно изучить почву, определив расположение грунтовых вод и т.д. В этот же момент и выбирается тип свай, подсчитывается их необходимое количество. При проектировании необходимо учитывать:

• Месторасположение пробуренных шурфов и дистанцию к соседним объектам.
• Месторасположение будущего жилья и других уже существующих строений.
• Площадь дома и нагрузки, что будут создаваться на фундамент.
• Параметры цоколя и подвального помещения.
• Расположение коммуникационных систем.

Особенности забивного фундамента из деревянных свай

Деревянные забивные сваи используются в тех случаях, когда подошва фундамента располагается ниже залегания грунтовых вод.

   
Деревянные забивные сваи.Обратите внимание! Для изготовления свайных столбов используются смолистые и устойчивые к гниению породы деревьев – сосна, дуб, ель, пижма, кедр и т.д.

Деревянные сваи чаще всего имеют ширину сечения от 25 до 30 см, а погружение в почву может достигать 12 метров. Конец, который погружается в почву, обязательно должен быть заострен. Если фундамент возводится на плотной почве, на заостренный конец надевается колпачок из стали. Наземная часть столба оформляется под наголовник или стальной бугель.

Различают три вида забивных деревянных свай:

1. Одиночные (классические деревянные столбы, которые монтируются по одному).
2. Пакетные (свая представляет собой несколько брусьев (обычно 3 или 4 шт.), составленных вместе).
3. Сваи из клееного бруса (Основное достоинство этого вида – возможность изготовить свайный столб любой длины). 

Фундамент под баню на лиственничных столбах.Это интересно! Технология изготовления клееного бруса заключает в себе склеивание высушенных и строганных досок. Для работы применяются био- и водостойкие клея, что повышает долговечность и эксплуатационные характеристики изделия.

Заглубление деревянного столба должно проходить на глубину не менее 1,2 метра. Обязательно учитывается уровень промерзания грунта – свая погружается ниже ее как минимум на 0,5 м.

Какой утеплитель использовать

Утеплитель для пола каркасного здания на свайном фундаменте, кроме способности хорошо удерживать тепло, должен быть легким, простым в укладке и обладать отличной влагостойкостью.

Пенопласт

Достаточно хороший утеплитель, получивший широкое распространение из-за своей дешевизны

Однако следует взять во внимание, что замерзание пропитанного влагой пенопласта провоцирует его постепенное разрушение. В результате его теплоизоляционные характеристики резко падают, и холод получает прямой доступ в помещение

Использовать пенопласт разрешается только в комбинации с надежной влагозащитой.

Пеноплекс

Экструдированный пенополистирол является более дорогой модификацией пенопласта. Для него характерны отличные прочностные качества и практически полное отсутствие водопоглощения. Это позволяет материалу стойко переносить низкие температуры в условиях постоянной влажности. Для сообщения пеноплексу огнестойких качеств в его состав вводятся антипирены.

Минеральная вата

Отличный вариант, чтобы обустроить теплый пол в каркасном доме. Для этого материала характерны высокие теплоизоляционные характеристики и абсолютная не горючесть. Минеральная вата не боится никаких биологических воздействий.

В качестве утеплителя строители предпочитают применять минеральную ватуИсточник krutopol.com

Слабые стороны материала:

• Плохая переносимость влаги. Попадание на поверхность утеплителя воды провоцирует его проседание и снижение теплоизоляционных характеристик.
• Дороговизна. За приобретение минеральной ваты придется выложить на порядок больше денег, чем за пеноплекс.

Выпускают этот материал в форме плит и рулонов. Первый вариант более удобен для проведения теплоизоляции пола в здании на свайном фундаменте. Плиты имеют преимущество в жесткости и сопротивляемости механическим воздействиям.

Керамзит

В домах на винтовых сваях этот утеплитель применяется довольно редко, что объясняется его невысокими теплоизоляционными характеристиками. Чтобы добиться нужной утепляющего эффекта, приходится насыпать слой приличной толщины: это скрадывает жилое пространство и утяжеляет общий вес конструкции. Тех, кто все же решается применять керамзит для утепления пола на сваях, прельщает значительная простота его укладки.

Причины популярности

Дом на сваях можно возвести на любом рельефе

Развитие технологий производства готовой к установке сваи, расширение возможностей механизированного или ручного монтажа фундамента таких изделий, вывело строительство домов на доступный к массовому применению уровень.

Быстрота проектирования, возведения легких и средних построек без подвала значительно расширила географию распространения жилья, стоящего на свайном фундаменте.

Сваи поднимут дом и защитят основание от воздействия влаги

Преимущества строительства дома на сваях можно сформулировать таким списком:

• несущая способность грунта не позволяет использовать ленточный фундамент;
• сложный рельеф участка (уклон, перепады уровня твердых пород);
• постройка поднимается над уже созданным ландшафтом, коммуникациями;
• высокий уровень грунтовых вод, повышенная влажность почвы, паводковое затопление;
• глубокое промерзание пучинистых грунтов;
• нет возможности/необходимости проводить земляные работы;
• защита деревянных конструкций, венца сруба от мелких грызунов и других вредителей, живущих в земле;
• полезное использование подпольного пространства, если строится дом на высоких сваях (стоянка транспорта, летняя площадка отдыха, занятий спортом, приготовления пищи);
• значительное сокращение финансовых затрат, отсутствие отходов и сопутствующих расходных материалов у домов на винтовых сваях.

Характеристики

Исходя из конкретных условий и возможностей, можно выбрать из разных технологий, как построить дом на сваях для долгой надежной эксплуатации. Требования к такому основанию сформулированы в СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты».

Старый проверенный способ строительства на сваях своими руками – на деревянных бревнах Ø 200 мм и более, которые нужно вкапывать на глубину не меньше 125 см. Материалом служит древесина дуба, сосны, лиственницы. Защита от гниения выполняется классическим способом – обжигом или современными доступными пропитками (антисептическими растворами, битумными мастиками). Срок службы составит от 30 и больше лет.

Часто на свайный фундамент устанавливают каркасные конструкции

Массовое производство сегодня выдвинуло на первые позиции для частного строительства стальные винтовые сваи.

На них удобно устанавливать каркасные конструкции для дома, домик из бруса, сборных панелей, подсобные строения, гаражи.

Несущая способность каждой сваи позволяет набирать фундаменты из нужного количества изделий соответствующего размера.

Проектирование выполняют исходя из таких расчетных характеристик:

Устройство винтовой сваи

Винтовая свая представляет собой стальную трубу с конусным оголовком и винтом. Задачи, которые выполняют перпендикулярные лопасти винта:

• ввинчивание;
• площадь опоры;
• уплотнение грунта по ходу движения сваи.

Металл защищен антикоррозийной обработкой.

Особенности конструкции

Фундамент дома на винтовых сваях набирается из труб Ø 50 – 350 мм с толщиной стенки не менее 4 мм. Лопасти имеют Ø 200 – 850 мм.

Длина находится в диапазоне от 2 до 11 м, что позволяет:

• ввинчивать на разную глубину для достижения надежной опоры каждой сваи при обеспечении по верху линии общего горизонта ростверка;
• при необходимости устанавливать дома намного выше уровня земли.

Вкрутить сваи в почву можно своими силами, при участии нескольких человек

По типу установленного винтового наконечника сваи различают так:

• литой;
• сварной.

Конус, изготовленный при помощи сварки, стоит дешевле, но имеет более низкие показатели по прочности. Используют такой вариант при установке легких или подсобных построек.

Литой наконечник обладает более высокой прочностью и его чаще выбирают для возведения жилого дома. Толщина лопасти таких свай составляет порядка 12 мм, при наружном Ø 30 см. Геометрические параметры выдерживаются с высокой точностью, что облегчает процесс установки дома на сваях.

Способы крепления венца здания или ростверка выбирают, исходя из их материала:

Полая труба заливается бетоном после вкручивания, но выпускают и цельные модели винтовых свай.

Типы свайных фундаментов

Сваи ставят одиночно или целыми свайными кустами

Сваи представляют собой длинные вертикальные элементы, погруженные в грунт с целью передачи на них несущей нагрузки от строения.

Свайный фундамент включает в себя группу свай, объединенных между собой ростверком, обеспечивающим равномерное распределение нагрузки.

В зависимости от расположения свай фундаменты подразделают на типы:

• ленточное расположение включает в себя опоры, расположенные по всему периметру постройки и объединенные ростверком;
• одиночные сваи являются опорой легких каркасных построек;
• свайные кусты предполагают групповое расположение, укладываются в виде колонн, столбов, отдельных опор;
• свайные поля представляют собой многоэтажные конструкции, могут включать в себя элементы из вышеперечисленных видов.

Преимущества строительства на сваях

Цена. Застройщики и пользователи единодушны — свайные фундаменты в разы дешевле прочих. Расходы на них на 30-40% меньше, чем на другие основания.

Скорость. Экономится время: сваи под строительство дома устанавливаются без трудоемких, долгих работ. Не нужно ждать усадки и набора прочности, рыть котлован, расчищать и выравнивать площадку, снимать верхний слой грунта. С гидравлическими сваекрутами КЗС и другой спецтехникой работы выполняются быстро. Свайное поле можно подготовить за один день, обвязывая опоры сразу после установки

Решение вам подойдет, если важно максимально сократить расходы и сроки строительства.

Больше комфорта и пространства. При таком строительстве на опорах обеспечивается комфорт в доме — пол на первом этаже будет сухим, теплым зимой и прохладным летом, на стенах не появится влага

Дополнительное пространство в цоколе можно использовать в хозяйственных целях.

В любое время года. Начинать строительство каркасного дома или другого легкого здания на сваях можно в любое время года. Они погружаются на глубину, где температура грунта остается неизменной, и внешние условия не влияют на надежность постройки. Фундамент служит десятилетиями — некоторые производители винтовых свай гарантируют срок эксплуатации до 120 лет.

Классификация свай

Винтовые сваи классифицируются по нескольким параметрам, например, материалу, из которого изготовлены, конструктивным и функциональным особенностям. Исходя из материала изготовления выделяют:

• сваи из железобетона (наиболее устойчивые к нагрузкам конструкции, которые, как правило, используются при возведении крупных объектов);
• сваи из металла (наиболее просты в установке, имеют небольшой вес);
• буронабивные и буроинъекционные сваи.

Сваи из железобетона — самые надежныеИсточник block-gbi.ru

Такие конструкции применяются в двух случаях: для возведения помещений с большим весом и для укрепления уже готовой конструкции. Буронабивные сваи отлично удерживают грунт от осыпания и оседания.

Что касается конструктивных и функциональных особенностей, то исходя из этих характеристик сваи делятся на:

• висячие;
• стойки;
• забивные сваи, изготовленные из железобетона.

Сваи-стойки заглубляют в рыхлый грунт до достижения ими твердой почвы, на которую делают упор. Таким образом происходит передача нагрузки от сваи к твердой почве. Следовательно, практически вся нагрузка (80%) распределяется не на элемент конструкции, а на твердую почву.

Такой тип свай рекомендуется использовать только в том случае, когда под мягкой и рыхлой почвой находится прочное основание.

Висячие сваи прочно укрепляются в почве Источник svaisnab.ru

Висячие сваи, в отличие от стоек, не передают нагрузку на твердую почву, а благодаря своим характеристикам прочно укрепляются в ней. Болты имеют специфическую шероховатость, что при вкручивании в почву дает максимальное сцепление. К такому типу свай относят буронабивные. После пробуривания почвы в нее заливается бетон. Вследствие чего более 70% всей нагрузки приходится не на стержень элемента, а на его стенки, что позволяет избежать обрушивания конструкции. С помощью таких элементов чаще строятся каркасные дома на сваях.