Ремонт и строительство Ремонт и строительство
1-ый этап строительства любого частного дома – это устройство фундамента. От того, насколько правильно рассчитан и качественно залит фундамент, зависит прочность и надежность всей конструкции. Зависимо от характеристик почвы, параметров сооружения и прочих факторов выбирается один из видов фундамента.
Наибольшее распространение получили ленточные, столбчатые, плитные и свайные виды фундаментов. Ленточный фундамент (о котором мы подробно рассказывали в предыдущей статье) представляет собой вытянутую конструкцию, которая принимает нагрузки от несущих стен здания. Под лентами располагаются фундаментные плиты, что обеспечивает распределение нагрузки на большую площадь.
Столбчатая разновидность устанавливается за счет погружения столба в заблаговременно пробуренную скважину. Столбы объединяются с помощью железобетонных балок, на которых и строится дом. Плитный фундамент представляет собой сплошную плиту из железобетона, повторяющую контуры здания. Она укладывается на глубину 30-100 см в землю. Свайный фундамент – одно из самых популярных оснований для частных домов, о котором более подробно пойдет речь в данной статье.
Содержание статьи
- 1 Этапы строительства свайного фундамента
- 2 Разновидности свайных фундаментов
- 2.1 По способу работы
- 2.1.1 Сваи-стойки
- 2.1.2 Висячие сваи
- 2.2 Зависимо от материала изготовления
- 2.2.1 Деревянные сваи
- 2.2.2 Железобетонные сваи
- 2.2.3 Стальные сваи
- 2.3 Виды свай по способу монтажа
- 2.1 По способу работы
- 3 Ростверк для свайного фундамента
- 4 Инструкция по строительству буронабивного свайного фундамента с монолитным ростверком
- 4.1 Расчет свайного фундамента
- 4.2 Земляные работы
- 4.3 Опалубка и армирование
- 4.4 Заливка бетона и гидроизоляция
- 4.5 Похожие статьи
Этапы строительства свайного фундамента
1-ый этап строительства фундамента на сваях – это проектирование. На этом этапе определяются параметры грунта в целях правильного расчета фундамента. Испытательное бурение проводится для того чтобы взять пробы грунта и определить его свойства. Также осуществляется зондирование грунта, в период которого изучается его подвижность. Степень сжимаемости грунта определяется при помощи прессиометрического испытания. Далее почва испытывается эталонными сваями, в результате этого выбирается наиболее подходящий тип свай.
Конечно, эти испытательные работы могут и не проводиться при строительстве небольшого частного дома. Тем не менее в данном случае установка свайного фундамента должна производиться с запасом прочности.
Непосредственно сами строительные работы включают следующие этапы:
- Бурение скважин или рытье котлованов под установку свай. Ямы быть должны располагаются по периметру будущего сооружения, а их диаметр и глубина напрямую зависят от габаритов и веса дома.
- Устанавливаются трубы из рубероида. Их длина должна быть больше на 3 метра, чем глубина вырытых ям, т.к. вверху будет создаваться опалубка. В случае, если не задействовать рубероидные трубы, то долговечность свайной конструкции существенно уменьшится.
- Армирование свай – закладываются пруты арматуры, которые будут соединять опоры с ростверком.
- Бетонирование – раствор заливается порциями, чтобы обеспечить его равномерное засыхание.
Более точный технологический процесс можно составить лишь после разнообразия способа исполнения. Их существует несколько, и о каждом из них пойдет речь в следующей главе.
Разновидности свайных фундаментов
Свайный фундамент может выполняться по нескольким технологиям и с различными вариантами применяемых свай. Каждая из разновидностей предпочтительна в определенных случаях, и обладает рядом достоинств и недостатков. Правильный выбор свайного фундамента и ростверка способствует удешевлению строительных работ и увеличению срока службы частного дома.
По способу работы
Сваи фундамента классифицируется по нескольким признакам, способ работы – 1-ый из них. Существуют сваи-стойки и висячие сваи.
Сваи-стойки
1-ая разновидность распределяет нагрузку от дома по всей поверхности земли. Тем не менее до 85% всего веса здания приходится именно на стойку, по этой причине они быть должны максимально прочными. Этот вариант свайного фундамента самый распространенный, т.к. он на практике не оседает, вместе с тем выдерживает высокие нагрузки.
Висячие сваи
Висячие сваи на грунт не упираются, а фиксируются за счет действующих сил на боковые поверхности, подобно удержанию в доске гвоздя. Такие сваи располагают большей площадью и диаметром и имеют рельефную структуру для увеличения сцепляющей силы. Данный способ строительства свай применяют в тех случаях, в случае, если плотные породы грунта располагаются слишком глубоко, и бурение на такую глубину экономически нецелесообразно.
Зависимо от материала изготовления
Выбор свай зависит не только от характеристик грунта и сооружения, однако и от располагаемого бюджета и удобства монтажа. На эти показатели большое влияние оказывает материал изготовления свай. Всего на данный момент применяется три вида свай зависимо от материала:
- Деревянные;
- Железобетонные;
- Стальные.
Деревянные сваи
Деревянные опоры изготавливают из сосны или ели, реже можно встретить дубовые или лиственничные сваи. Дерево отлично обрабатывается, а для многих регионов – это самый доступный материал. По этой причине в отдельных моментах будущие владельцы дома закрывают глаза на такие явные недостатки, как небольшая прочность и долговечность в результате разрушения дерева. Возведение построек на деревянных сваях обосновано в тех случаях, в случае, если сооружение устанавливается на ограниченный срок.
Технология строительства деревянных свай включает вырывание ям и установка в них брусков из дерева. Диаметр брусков должен быть не меньше 180 мм, а длина не превышает 16 м. Для устройства более длинных свай применяют несколько стволов дерева.
Железобетонные сваи
Железобетонные сваи на сегодняшний день считаются самыми популярными, т.к. сочетают в себе долговечность и сравнительно небольшую стоимость. Помимо этого, такой свайный фундамент своими руками можно установить не имея привлечения подъемной техники. Дело в том, что технология дает возможность заливать сваю любых габаритных размеров непосредственно в грунте. Также есть возможность поставить уже готовые железобетонные сваи, выпущенные на заводе. Они могут иметь прямоугольную или квадратную форму в поперечном сечении. Распространены следующие размеры 200х200 мм, 400х400 мм и 200х400мм.
Стальные сваи
Стальные сваи самые прочные и долговечные. Бывают представлены в виде трубы с толщиной стенок до 12 мм, двутавра, или остальных форм металлопроката. Чтобы придать еще большую прочность конструкции стальные сваи также могут заливаться раствором бетона после забивания в землю.
Винтовой фундамент строится с использованием металлических винтовых свай. Выглядят такие сваи, как сверло, или труба, которая оснащена шнеком. Опоры могут завинчиваться при помощи специализированного оборудования (кабестанов). В случае, если же установка ведется на небольшую глубину, то с задачей может справиться два человека, применяя ворот. Этот вид свай отличается повышенной прочностью, т.к. резьбовая конструкция по всей своей площади надежно фиксируется в грунте. К преимуществам винтовых свай также можно отнести возможность их многоразового использования – они не заливаются бетоном, по этой причине при необходимости перенести постройку, бывают выкручены тем же способом из земли.
Свайно винтовой фундамент имеет некоторые недостатки. Связаны они со способом установки основания – вкручивание, при котором разрыхляется земля. По этой причине боковая поверхность на практике не участвует в принятии нагрузок от дома. Такую сваю можно отнести к категории стоек, нагрузки которых сконцентрированы на конце шнека или лопасти. Еще один недостаток заключается в том, что металл подвержен коррозии. Даже покраска не всегда защищает сталь от ржавчины, ведь в период вкручивания в землю лакокрасочный слой стирается.
Виды свай по способу монтажа
Зависимо от способа погружения сваи в землю, их разделяют на четыре категории:
- Молотом или вибропогружателем
- Завинчиванием
- Установка в скважину
- Заливка в грунт.
Сваи, которые вбиваются в грунт молотом или специальным механизированным устройством, вибропогружателем, называют забивными сваями. Для этих целей применяются сваи с заостренным концом, длина которого составляет 1.5-2 метров. Для защиты сваи при забивании в прочный грунт используют специальное устройство – башмак. Сверху балка также защищается толстым кольцом, чтобы под механическими ударами она не разрушилась.
К преимуществам подобного способа устройства свай можно отнести отсутствие необходимости проведения земляных работ. Тем не менее недостаток очевиден – требуется привлечение специальной, дорогостоящей строительной техники. По этой причине при возведении частных домов данный способ применяется крайне редко.
Завинчивание – это способ установки винтовых свай. Как уже было сказано выше, при таком способе монтажа земля возле сваи взрыхляется лопастями, по этой причине уже не может поддерживать балку. При вбивании свай, грунт наоборот уплотняется по бокам, обеспечивая дополнительную поддержку.
Недостаток погружного способа в готовую скважину очевиден – нужно выполнять земляные работы. Тем не менее есть и ряд преимуществ: свая имеет плоский конец, вместо заостренного, в результате она в меньшей степени проседает в грунт; при погружении сваи, ее гидроизоляция точно не повредится. Также сваи могут заливаться прямо в грунте, перед этим тоже бурится скважина или выкапывается яма. В котлован устанавливается опалубка, фиксируется арматура, после этого заливается бетон.
Ростверк для свайного фундамента
При различных разновидностях свайного фундамента могут использоваться ростверки – конструкция в виде рамы, которая распределяет нагрузки дома по всем сваям. Свайно ростверковый фундамент быть может ленточным и плитным. Вариант первый напоминает обыкновенный 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 применяются в тех случаях, в случае, если сваи распложены также по всей площади здания.
Зависимо 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 применяют готовые железобетонные элементы. Монолитные ростверки заливаются непосредственно на строительной площадке. Последний способ для строительства частного дома подходит самое лучшее, т.к. дает возможность ограничиться подручными инструментами.
Инструкция по строительству буронабивного свайного фундамента с монолитным ростверком
Особую популярность в частном строительстве получила буронабивная технология заливки свайного фундамента. Она сравнительно недорогая, дает возможность возводить дома и коттеджи на слабых грунтах, недалеко от водоемов, при сложном геологическом рельефе, а также при большой глубине залегания твердых грунтов. Данная технология заключается в бурении скважин и последующем формировании сваи в котлованах из металлического каркаса и бетона.
Расчет свайного фундамента
Чтобы сделать расчет свайного фундамента нужно изучить параметры почвы. Для этих целей можно воспользоваться отрывкой шурфов, или ручным бурением. По этой причине необходимо разработать грунт на 500 мм ниже, чем предполагается нижняя точка фундамента.
Тип грунта можно определить визуально, воспользовавшись таблицами из ГОСТа «Грунты, классификация». Также для определения типа почвы, необходимо исследовать ее консистенцию, и сравнить с параметрами, приведенными в соответствующей таблице.
Почва из глины в области подошвы сваи
Глинистая почва на протяжении длины опоры
Песчаный грунт
Крупнообломочные породы
Кроме характеристик почвы при расчете свайного фундамента понадобится информация о весе самого дома. Здесь необходимо высчитать нагрузки, которые распределяются на сваи, и нагрузки на ростверк. Разделение этих нагрузок нужно для того, чтобы правильно выполнить ростверк.
При сборе информации о весе дома, нужно учитывать, как постоянные нагрузки, так и временные (люди, снег, оборудование и пр.) За основу можно взять следующую таблицу:
| Конструкция | Действующая нагрузка (кг/кв.м.) |
| Стена каркасная, толщиной 15 см с утеплителем. | 30-50 |
| Деревянная стена, 30 см | 150 |
| Кирпичная стена 51 см | 918 |
| Деревянное междуэтажное перекрытие с утеплителем | 100-150 |
| Пирог кровли с металлической черепицей | 60 |
| Пирог кровли с керамочерепицей | 120 |
Также следует учитывать нагрузки, действующие на сваи со стороны самого фундамента. Для чего берем плотность бетона 2500 кг/куб.м. и умножаем на объем. Помимо этого, полученное значение следует умножить на коэффициент надежности, который обеспечивает запас прочности. Данный коэффициент зависит от материала изготовления дома, погодных условий, количества мебели и прочих факторов.
Следующий этап расчета – это выбор свай и частота их установки. Здесь принимается в расчет шаг свай, их длина, а также диаметр поперечного сечения. Обычно, сечение подбирается заблаговременно, еще до проведения расчетов. И уже на основании этой информации вычисляется расстояние между балками и их длина.
Делим общую массу здания, которая была получена на предыдущем этапе, на длину ростверка. Учитываются и внутренние и наружные стены. В результате получится нагрузка на каждый погонный метр фундамента. Далее определяется несущая способность фундамента по формуле:
Формула определения несущей способности фундамента
Р=(0,7 х R x S)+(U x 0,8 x fin x li)
где Р – это максимально допустимая нагрузка, выдерживаемая одной сваей. R – прочность почвы, определяемая по составу грунта. S – площадь сваи внизу. U – периметр части фундамента. Fin- сопротивление почвы по бокам фундамента. Li – толщина грунта, который соприкасается с боковой поверхностью опоры.
Для расчета шага свай достаточно воспользоваться простой формулой
I=P/Q
где Q – это общая масса дома, действующая на один погонный метр фундамента. Также от полученной величины нужно отнять ширину самой сваи. Расчеты необходимо выполнять с несколькими вариантами длин, сравнивая затраты на каждый из них, чтобы выбрать наиболее целесообразный вариант.
В качестве армирующего основания в буронабивных сваях применяют рифленую арматуру, диаметром от 10 до 16 мм. Пруты соединяются между собой при помочи хомутов из гладкопрофильной арматуры, диаметром 6-8 мм. Параметры арматуры можно взять с этой таблицы:
Ростверк считается по формуле
B=M/(L x R)
где В – это ширина обвязки, М – масса здания со сваями, L – длина ростверка и R – прочность грунта на поверхности. Арматура подбирается так же, как и для свай.
Земляные работы
Итак, после проведения всех расчетов и закупки необходимого материала, нужно приступить непосредственно к самим строительным работам.
Вначале проводятся земляные работы, вводятся коммуникации. Отклонение от запланированных размеров допускается в пределах 10 мм. Процедура переноса осей с проекта на землю включает следующие этапы:
- Устанавливаются обноски – два колышка, которые вбиваются по углам, а между ними натягиваются веревки вдоль стен. Таким же образом отмечаются контуры внутренних стен.
- Намечаются места установки свай. Краской или мелом намечаются точки, где должны устанавливаться сваи.
В соответствии с нормами СП минимальный диаметр железобетонных свай ограничен 30, бетонных 40 и бутобетонных 50 см. Отыскать ручные буры с диаметром 50 см очень сложно, т.к. их мало кто производит. В связи с этим возникает необходимость в выкапывании шурфа на всю глубину. Применяется свая-опора, и после снятия опалубки засыпается нерудными материалами.
При использовании железобетонных свай шириной до 40 см, нет необходимости в аренде специализированной мощной техники. Также уменьшаются земельные работы, т.к. несущая способность таких свай очень большая даже при незначительной глубине заложения. Для бурения скважин вполне достаточно мотобура, аренда которого обойдется не дорого.
После вырывания котлованов под сваи происходит заведение коммуникационных и инженерных систем. Канализация проводится на глубине 0,5-0,7 метров, водопровод – 0,7-1 метра. В случае, если применяется свайный фундамент с ростверком висячего типа, то коммуникации необходимо утеплить.
Опалубка и армирование
Следующий этап: опалубка и армирование. При изготовлении опалубки, нужно учитывать следующие аспекты:
- В случае, если фундамент заливается просто в землю, значительно увеличивается сила трения, а значит и прочность конструкции.
- При использовании рубероидных цилиндров, прочностные свойства свай на практике не падают.
- Использование асбоцементной несъемной опалубки приводит к снижению несущей способности боковых стенок на 15%.
- Применяя полиэтиленовые трубы, теряется до 70% способности боковых граней выдерживать нагрузки. На практике все нагрузки ложатся на подошву сваи.
По этой причине, в случае, если твердый слой почвы не начинается на глубине 2 метра, то лучше от полиэтиленовой несъемной опалубки отказаться, либо увеличить шаг в 1.5-2 раза, что экономически нецелесообразно. При выборе высоту опалубки, нужно учитывать тип ростверка.
Железобетонные сваи армируются рифлеными прутами, сечением 10-20 мм. Перевязываются они хомутами, или из тонкой гладкой арматуры, или из отожженной проволоки. При армировании нужно чтобы пруты выступали на 30-40 за пределы опалубки. После засыхания раствора и снятия опалубки, эти пруты изгибают под прямым углом по направлению несущих стен, чтобы потом соединить с ростверком.
Заливка бетона и гидроизоляция
Следующий этап – заливка бетона и гидроизоляция. Из-за больших объемов работ по заливке фундамента, эта операция проходит в несколько этапов. Вначале заливаются сваи, бетон утрамбовывается чтобы в нем не было воздушных пустот. Достаточно выдержать 3-4 дня, прежде чем приступить к устройству ростверка.
Для опалубки ростверка выполняют следующие работы: устанавливают палубу, а в щите вырезаются отверстия, соответствующие размерам опор. Этими отверстиями щиты надеваются на сваи и по всей длине подпираются стойками. Далее ставятся боковые стенки, а между ними устанавливаются распирающие бруски. После чего происходит армирование ростверка с помощью все той же арматуры, что использовалась в сваях.
Далее происходит заливка цемента, после этого смесь уплотняется. Опалубку нужно заполнить за 1 раз. Нужно обеспечить требуемые условия высыхания – не допустить попадания влаги (закрыть пленкой) и не допустить пересыхания (посыпать сверху опилками). Ростверк также нуждается в гидроизоляции, которая проводится после снятия опалубки. Для этих целей применяют битумные мастики или оклеивание рулонными гидроизоляционными материалами.
