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

Разновидности рассматриваемой конструкции

При выборе данного типа основания следует учитывать, что существует несколько его разновидностей. Классификация представлена следующим образом:

1. По конструктивным особенностям выделяют сборные, комбинированные и монолитные фундаменты.
2. По виду материала, который используется при создании ленточного фундамента выделяют кирпичные, бетонные, бутовые и бутобетонные основания.

Также следует учитывать тот момент, что выделяют сплошные и прерывистые разновидности фундамента, которые могут иметь прямоугольное и трапециевидное поперечное сечение.

Монолитный тип

Монолитный тип рассматриваемой конструкции возводится непосредственно на самой строительной площадке, представлено основание однородной по составу лентой. Как ранее было отмечено, для придания большой прочности бетонная конструкция армируется. Наиболее распространен монолитный тип по причине того, что его можно создать самостоятельно при минимальных затратах: бетон для заливки можно сделать непосредственно на строительной площадке, армирующая сетка есть в продаже и ее также можно сделать своими руками.

К особенностям данного типа основания можно отнести следующие моменты:

1. Основным материалом выступает бетон. Именно поэтому существенно возрастают затраты, так как при большой площади сооружения уходит очень много бетонной смеси. В данном случае использование камня или кирпича в качестве заполнителя не разрешается.
2. Только при соблюдении технологии возведения можно рассчитывать на то, что конструкция будет иметь требующиеся эксплуатационные качества. Примером назовем соблюдение температурного режима, технологии проведения укладки, а также последующий уход до сдачи сооружения в эксплуатацию.
3. Сопутствующие затраты заключаются в создании опалубки. Она возводится из доски, может быть представлена специальными железобетонными блоками. От типа используемого материала выделяют съемную и несъемную опалубку.
4. Требуется достаточно много времени на полное высыхание бетона, после чего выполняется его отделка и изоляция.

При соблюдении всех технологий и использовании качественных материалов получается конструкция высокой прочности, которая сможет прослужить в течение нескольких десятилетий.

Сборные ленточные фундаменты

Из бетона проводится изготовление самых различных материалов, в том числе железобетонных блоков. Они могут соединяться между собой при помощи бетона и арматуры, создавая ленточную конструкцию. Процесс возведения подобной конструкции существенно упрощается, так как нет необходимости в создании опалубки и ее заливании бетоном. Особенность технологии заключается в том, что нужно обеспечить равномерное распределение нагрузки по всем блокам, для чего проводится их соединение при помощи арматуры. В продаже встречаются блоки-подушки, которые становятся основанием. При возведении одноэтажного сооружения их применение не является обязательным условием.

По сути сборный ленточный фундамент напоминает монолитный, если бы его разделили на несколько частей. Сложности при создании подобной конструкции возникают только в том случае, когда блок не подходит по размерам. Также не стоит забывать о том, что самостоятельное изготовление бетона обходится намного дешевле.

К особенностям сборных ленточных фундаментов также отнесем следующие моменты:

1. За счет использования отдельных блоков, которые просто собираются, как и при возведении стен сооружения можно существенно сократить время возведения. Кроме этого большие размеры блоков уменьшают требующее количество бетонного состава.
2. Возникает необходимость в использовании спецтехники. Вес некоторых блоков может достигать нескольких десятков килограмм. Для того чтобы упростить работу приходится использовать спецтехнику.
3. Есть возможность проводить строительные работы в зимний период. Другими словами, соблюдать температурный режим, как при создании монолитной конструкции не приходится.
4. Возникают проблемы по подгонке блоков, особенно если они не были приобретены, а взяты после разбора другого сооружения.

Сборные ленточные фундаменты подходят в большей степени для возведения основания сооружений, проект которых предусматривает наличие цокольного этажа или подвала.

Что это такое, характеристики свайных опор

Буронабивные сваи – силовая конструкция, которая отвечает за передачу нагрузки от дома на несущий слой грунта. Опорные элементы создаются непосредственно на стройплощадке, когда заранее делают усиление подготовленных шурфы арматурным каркасом и заливают бетонным раствором.

Буронабивные сваи можно использовать в качестве самостоятельных силовых элементов, например:

• при строительстве заборов;
• легковесных хозяйственных построек;
• временных сооружений (бытовок).

Верхняя часть силовой конструкции (лента или плита) связывает отдельно стоящие опоры и воспринимает на себя суммарные нагрузки от дома, равномерно распределяя их между буронабивными сваями. Таким образом получают надежное несущее основание для тяжеловесных сооружений 1-й и 2-й степеней ответственности.

Особенности устройства представленного типа основания:

• с защитой стен скважины за счет применения обсадных труб (погружных и извлекаемых);
• с защитой стенок шурфов от обсыпания с помощью бентонитового раствора;
• подача бетона через полость непрерывного шнега.

По форме буронабивные сваи могут иметь одинаковое сечение по всей высоте или быть усложнены расширенной пятой в нижней части для улучшения несущей способности фундамента.

Плюсы и минусы

Преимущества следующие: 

• доступная технология для применения в частном строительстве;
• высокая скорость возведения – уже через две недели после бетонирования скважин можно приступать к следующему этапу возведения дома;
• эффективны при строительстве практически на любых типах грунта, в том числе на пучинистых и сыпучих почвах, а также на участках со сложным рельефом;
• удобство монтажа на площадках с высокой плотностью застройки;
• значительная несущая способность каждого силового элемента – до 400 т.

Помимо очевидных достоинств технологии, необходимо также учитывать ее недостатки:

• потребность в расходе большого количества бетона;
• сложность контроля над выполняемыми технологическими процессами;
• необходимость привлечения спецтехники при закладке фундамента на значительную глубину (более 2 м);
• при строительстве на пучинистых грунтах необходимо преждевременно продумать уширение пяты опоры и обвязку конструкции ростверком, чтобы предотвратить выталкивание сваи из почвы в результате действия сил морозного пучения;
• строительство подземных помещений в доме на буронабивных опорах окажется затратным по времени и средствам мероприятием.

Сфера применения

Применение технологии монтажа буронабивных свай считается оправданным в таких ситуациях:

• ведется строительство промышленных объектов и тяжеловесных конструкций, жилых домов и построек сельскохозяйственного назначения на крутых склонах;
• возводимый объект по проекту расположен на заболоченной местности, а также на участках со слабым грунтом, где несущий пласт и точка промерзания расположены достаточно глубоко, но не ниже 3 м от уровня поверхности;
• высокая плотность застройки на рабочем участке, что предопределяет необходимость контроля динамических нагрузок на существующие дома и сооружения.

Гидроизоляционные работы

Гидроизоляция защитит фундамент от влаги и разрушения

В момент, когда выполняется устройство свайно – ленточной основы, следует помнить о том, что конструкция должна быть хорошо защищена от проникновения влажности, а также проветриваться.

Чтобы выполнить гидроизоляцию каждой опоры, необходимо в момент ее устройства использовать асбестоцементные трубы.

Они погружаются в заранее изготовленную скважину, после чего армируются и заливаются бетонной консистенцией.

Если во время монтажа опор используются не трубы, следует выполнять гидроизоляцию таким способом, как:

• для качественной гидроизоляции бетонной основы, чаще всего применяется рубероид. Его скручивают по диаметру трубы и погружают в скважину, также выполняется защита от влаги бетонной ленты. На дно и по бокам конструкции укладывается рулонный материал;
• в некоторых случаях дополнительно применяют расплавленную смолу или битумную мастику;
• в наше время существуют специальные добавки к бетонной консистенции, которые помогают защитить конструкцию фундамента не только с уличной стороны, но и изнутри.

После гидроизоляции смонтируйте вентиляцию

Какой бы способ не был использован, важно провести гидроизоляцию. В противном случае конструкция будет покрываться плесенью в осеннее время года

Вследствие этого постепенно конструкция начнет разрушаться, тем самым срок службы снизится в несколько раз.

Следом потребуется монтаж вентиляции, он выполняется довольно просто собственными руками. По этой причине не понадобится затрачивать дополнительно финансовые средства. Для этого действия по всему периметру ленты основания устанавливаются небольшие асбестоцементные трубы.

После чего их необходимо засыпать песком средней фракции. Это необходимо для того, чтобы раствор не попал в цилиндры при заливке бетонной консистенцией всей ленты. Подробнее о гидроизоляции фундамента смотрите в этом видео:

Окончив бетонирование, асбестоцементные трубы вместе с песком демонтируются. Вследствие этого образуется вентиляция.

Классификация свайных ростверков по степени заглубления

По отношению к поверхности земли ростверк может быть:

1. Заглубленным – лента опущена в почву на определенную глубину. Как правило, ленточный ростверк комбинируют с бетонными и железобетонными сваями, заглубленными в грунт ниже линии промерзания. Несмотря на значительные финансовые и трудовые затраты, такой фундамент может оказаться единственным подходящим вариантом для строительства тяжелых сооружений.
2. Наземный – тип ростверка, который опирается на поверхность земли. Подходит для грунтов несклонных к пучению.

   В противном случае остается риск преждевременного износа фундамента в результате разрушающих сил морозного пучения почвы.

3. Висячий – ростверк, между нижней поверхностью которого и нулевым уровнем участка остается воздушный зазор. Такой подъем, как правило, составляет более 10 см над уровнем земли.

   Благодаря висячему ростверку, вертикальные силы морозного пучения не воздействуют на ленту. В противном случае в ростверке могут образоваться трещины или произойдет разрыв между верхней и нижней частью основания.

Как рассчитывается минимальная высота и что на нее влияет?

После размещения на плане точек под опоры, переходят к проектным расчетам для ростверка фундамента. Габариты ростверка не должны быть меньше размеров конструкции, которая на него опирается.

При проектировании сооружений I степени ответственности к расчету минимальной высоты ростверка подходят, исходя из несущей способности опорной конструкции. За основу берут условие:

где:

• a1 и a2 – безразмерные коэффициенты;
• bk и dk – размеры сечения сваи;
• c2 и c1 – расстояние от граней, соответствующей размерам  и  к ближайшим сваям;
• h1 – рабочая высота сечения ростверка;
• Rp – боковая поверхность пирамиды продавливания, принимая от верха арматурной сетки до дна стакана.

Правила расчета по приведенному образцу подробно описаны в Рекомендациях по расчету железобетонных ростверков свайных фундаментов.

В малоэтажном строительстве принимают условную высоту ростверка, равную 30-40 см, на практике это величина может выходить за указанные пределы.

Фактически параметр зависит от ряда факторов:

• географических условий участка;
• климатических условий в регионе;
• конструктивных особенностей возводимого сооружения;
• материала, из которого изготовлен фундамент;
• варианта установки опорной конструкции;
• способа воздействия фундамента на грунт и т.д.

Об устройстве свайно-ростверкового фундамента и расчетах конструкции читайте в этой статье.

Необходимая ширина

Ширина ростверка принимается равной ширине цоколя или толще него. Если в доме не планируется цоколь, то ширину выбирают, основываясь на толщине внешних стен по такому же принципу. При этом ширина лента не может быть уже 40 см.

Процесс изготовления

Прежде всего необходимо провести разметку площадки, определиться с количеством и расположением точек установки свай- в этих местах установить колышки

Перед монтажом опор важно проверить диагонали, углы. Тщательно контролируется и расстояние между опорами

На начальном этапе винтовые сваи вкручивают в грунт. В местах, где они будут установлены, следует заранее сделать ямки глубиной 10-15 сантиметров.

Опоры ввинчивают в почву с помощью штанги, при этом важно контролировать вертикальность входа элемента в почву. Углубление проводится до тех пор, пока опора не достигнет уровня, на котором почва не замерзает зимой

После того, как элементы будут завинчены в землю, верхние концы опор необходимо выровнять. Для этого используется шлифовальная машина, с ее помощью легко обрезать лишние трубы. После этого внутрь изделий должна быть залита бетонная смесь, это позволит повысить прочностные характеристики труб и значительно снизить скорость коррозии металла.

На заключительной стадии монтажа необходимо взять металлические пластины. Лучше всего использовать изделия, толщина которых составляет 10 мм. Их приваривают к каждой опоре так, чтобы они выходили за пределы стойки с каждой стороны, выступая на несколько сантиметров. Фундамент для каркасной бани на винтовых сваях (своими руками или силами подрядчика) делается точно так же.

Между собой опорные элементы могут быть соединены с помощью специальной конструкции, она получила название ростверка.

Чаще всего его делают из бетона, но может быть использован и металлопрокат, и железобетон. Конструкции делают сборными и монолитными.

Кроме того, фундамент на сваях для бани можно сделать из готового набора опорных элементов, они есть в продаже в строительных магазинах.

Если есть свободные средства, монтаж можно поручить специалистам.

Баня из бруса

Количество возводимых построек такого типа значительно увеличилось в последнее время. Работа может выполнена своими руками, скорость возведения фундамента для бани на винтовых сваях очень высокая.

Важно! Все опоры перед погружением в грунт, если они были сделаны из металла, необходимо обработать антикоррозийным средством. Это значительно увеличит срок их службы

Процесс ввинчивания сваи в почву будет упрощен, благодаря наличию специальных лопастей на остром конце сваи. Изделия нужно ввинтить в почву.

Выполняя расчет фундамента для бани, необходимо учитывать СП 24.13330.2011, кроме того, может быть использована редакция СНиП 2.02.03-85. Если самостоятельно сделать расчеты затруднительно, то стоит обратиться к проектировщику. Элементы фундамента должны быть приобретены с учетом рекомендации специалиста.

Как сделать слив?

При устройстве фундамента для бани важно сделать слив. Поскольку баня будет установлена на винтовых сваях, то обычный слив с гидрозатвором не подойдет — зимой вода в нем будет замерзать

Слив нужно спланировать так, чтобы вода в нём нигде не могла скапливаться. Для этого можно использовать обыкновенную канализационную пластиковую трубу диаметром 40 или 50мм, закрепив её, например, на металлическую ленту для монтажа гипсокартона или на другой крепеж через каждые 50-70см трубы, к нижней обвязке бани или к черновому полу.

Внимание! Минимально допустимый уклон для отвода воды — 1:30, то есть примерно 3-3.5см на 1 метр трубы. Чтобы через слив под баню на винтовых сваях не поступал холодный воздух, есть очень простой, проверенный и дешевый способ- положить на сливное отверстие резиновый мяч диаметром 40-60мм

Когда туда будет поступать вода, мячик будет всплывать, и выпускать её. А когда водой не пользуются, не даст холодному воздуху проникнуть в помещение

Чтобы через слив под баню на винтовых сваях не поступал холодный воздух, есть очень простой, проверенный и дешевый способ- положить на сливное отверстие резиновый мяч диаметром 40-60мм. Когда туда будет поступать вода, мячик будет всплывать, и выпускать её. А когда водой не пользуются, не даст холодному воздуху проникнуть в помещение.

Этапы выполнения работ

Чтобы установить винтовой фундамент для бани, предстоит выполнить следующий алгоритм действий.

Определяем глубину погружения

Это значение зависит от уровня залегания плотных слоев грунта. Дело в том, что устройство «висячего» варианта фундаментного основания в конце концов заканчивается просадкой или деформированием ростверковой части, что влечет за собой разрушения наружных стен.

Обычные расчеты по определению несущей способности почвы позволяют установить достоверные данные, показывающие лишь текущую обстановку на строительной площадке. В случае изменения уровня грунтовых вод, сезонных движений, пучений от морозов все ваши расчеты утратят свою актуальность.

Остается только один, но самый правильный способ – пробное забуривание или полная установка одной свайной опоры. Искомой величиной окажется глубина, на которой свая начнет контактировать с плотным грунтовым слоем.

Определение высоты над поверхностью почвы

На высоту верхних частей свайных опор оказывают влияние следующие факторы:

• уровень снега в зимний сезон;
• подтопление водой при паводках и дождях;
• расположение грунтовых вод.

Определенные данные вы сможете найти в действующих СНиПах, другие придется уточнять в геологоразведочной или метеорологической станциях.

Главная цель – приподнять баню на свайном фундаменте на такую высоту, чтобы исключить или сократить степень воздействий негативного характера. Как правило, приподнимают баню над уровнем земли на сорок – шестьдесят сантиметров, чего вполне остаточно, чтобы исключить контактирование стен со снегом и водой.

Конструкция опор

Опора обозначенного типа представляет собой стальную трубу, одна часть которой оснащена спиралевидной лопастью и острым наконечником. Такая конструкция позволяет в процессе монтажа обходиться без применения спецтехники для погружения сваи в грунт.

Конструктивные элементы

Винтовая опора состоит из следующих элементов:

1. Ствол – стальной профиль с круглым сечением.
2. Наконечник – нижняя часть тела сваи, которая благодаря заостренной форме легче преодолевает сопротивление грунта.
3. Лопасть – спиралевидный фрагмент, конфигурация которого определяется на этапе проектирования.

Благодаря наличию винтового фрагмента металлический стержень вкручивается в землю. При этом почва дополнительно уплотняются, повышая несущую способность грунта. В дальнейшем спиралевидные лопасти будут препятствовать силам, выталкивающим опору наружу.

В чем отличия самодельных изделий от заводских?

Процесс изготовления винтовых свай регламентируется нормативными документами. В частности, в ГОСТе 8732 прописаны требования к качеству стали для таких опор.

Заводские изделия, соответствующие стандартам, различаются по размерам, конфигурации и эксплуатационным характеристикам.

Трубы из недостаточно прочной стали не обеспечивают требуемую несущую способность, а слабое гидроизоляционное покрытие неизбежно приведет к преждевременному разрушению металла коррозийными процессами.

Винтовой фундамент: плюсы и минусы

Впервые увидев столь своеобразную конструкцию, можно подумать, что она довольно проста. Но следует отметить, что неподготовленному человеку винтовой фундамент своими руками сделать будет достаточно трудно, поскольку имеется и ряд подводных камней:

Достаточно большое внимание следует уделять подбору винтовых свай. Говоря точней необходимо очень точно проводить расчеты, а лучше поручить это дело специалистам, в последствии же, подбирать сваи исходя строго из результатов проектирования

Здесь учитывать стоит достаточно много факторов, среди которых глубина промерзания грунта, тип почты, вес и предназначение сооружения, а также и учитывать возможные нагрузки, как искусственные (воздействие человека), так и природные (воздействие климатических условий).
Самостоятельно, без использования специализированной техники довольно проблематично вкручивать сваи в грунт, независимо от его типа.
Наличие различного рода растительности или других сооружений на участке делает погружение свай в почву несколько более проблематичным.
Компании, которые изготавливают винтовые сваи под фундамент далеко не всегда отдают предпочтение качеству и соблюдению технологий производства, что собственно в разы ухудшает эксплуатационные характеристики готовой конструкции.

Но следует отметить и ряд довольно значимых преимуществ, которыми обладает винтовой фундамент:

• Его обустройство не требует предусмотрения большого объёма земляных работ.
• Винтовой фундамент, монтаж которого предполагает погружение сваи на глубину, дает возможность выполнить строительство без предварительного выравнивая поверхности.
• Возведение такого типа основания может проводится в любое время года.
• Устройство свайно-винтового фундамента можно проводить в любой местности, с любым типом грунта, единственным исключением становятся скальные породы, поскольку являются лучшим основанием для ленточного или же столбчатого фундамента.

Пошаговое возведение фундамента

В основе создания свайно-ленточного основания лежит пошаговая инструкция:

Первоначально производится разметка. Она аналогична разметке под ленточный фундамент. По периметру строения убирается травянистый слой. 

В углах будущего здания вбиваются прутья, между которыми натягивают шнур. Им отмечены границы внутреннего и внешнего контура будущего основания.
После этого определяются места под сваи. Расчет количества опор под ростверк производится исходя из нагрузки на одну штуку. Этот вес варьирует в диапазоне 800 – 1600 кг, в зависимости от почвы на участке под строительство. Расчет общей нагрузки производится с запасом на 30 %.
Далее пошаговая инструкция предусматривает проведение земляных работ в виде рытья котлована под ленту. Глубина его зависит от особенности почвы на участке. Когда котлован вырыт, на его дне, в местах расположения свай, готовят отверстия. Их глубина должна быть на полметра больше зоны промерзания, что придаст фундаменту наибольшую надежность, несмотря на то-что он мелкозаглубленный.
Под сваи используют металлические трубы. Вместо них можно применить асбоцементные. В отверстия, предназначенные для опор, насыпают песок. Слой его составляет около 30 сантиметров. Стены отверстий гидроизолируют рубероидом

Песок на дне является важной составляющей. Благодаря ему, фундамент будет надежно защищен от влаги. 

Следующий этап – армирование внутренней части сваи

Рифленые пруты, не менее 3 штук на каждую опору, вставляются внутрь трубы. Их концы должны возвышаться над траншеей на расстоянии около 20 сантиметров. Для большей надежности некоторые мастера применяют дополнительное армирование, которое делается каркасным образом. Для этого арматура сгибается кольцами по диаметру трубы. Кольца связываются между собой проволокой. Между ними выдерживается расстояние около 1 метра. К кольцам привязывают 3 длинных рифленых прута. После этого полученный каркас помещают внутрь трубы. 

Затем пошаговая инструкция предусматривает заливку подвижным бетоном в пропорции 1:6 внутренней части опоры. После заполнения трубы на 30 см, ее приподнимают на 20 см, чтобы раствор под опорой вытек и образовал подушку. В процессе дальнейшей заливки опоры, длинным шомполом бетон протыкают, чтобы выпустить из него весь воздух. Впоследствии заливка ленты производится таким же бетоном. Чтобы исключить пустоты из раствора, в него добавляют пластификатор;

Армирование ростверка производят прутом, диаметр которого не менее 8 мм. Учитывая расчет нагрузки, его укладка проходит в трех направлениях. Тем самым образуется трехмерная сетка. Там, где арматура пересекается между собой, ее связывают проволокой. Обязательным является соединение прутьев ростверка и опор. Такое армирование способствует большей прочности конструкции. В этом его плюсы. 

Подготовительными работами для создания ленты является возведение опалубки. Если почва неустойчива, опалубку монтируют прямо в траншее. На твердом грунте деревянный каркас устанавливают на край траншеи. Для обустройства опалубки используют брус, гвозди и проволоку. Брус набивается на несколько досок. После того как щиты смонтированы в опалубку, их стягивают проволокой. Для придания гладкости внешней стороне фундамента, и для того чтобы вода не впитывалась в деревянные щиты, изнутри их обтягивают полиэтиленом. Высота опалубки должна немного превышать уровень будущего цоколя.

Благоразумным будет в заливочный раствор добавить гравий. Смесь для ленты принято заливать с трамбовкой. Если есть возможность, раствор уплотняют вибратором. Заливка должна быть разбита на этапы: необходимо лить раствор слоями в 20 сантиметров. По окончании верх основания выравнивается. 

После полного затвердевания бетона, опалубку снимают, приступая к гидроизоляции фундамента и его утеплению. Для жилья из пеноблоков или газобетона это важно, поскольку намокший бетон может разрушить основание здания. Технология предусматривает применение битумных, полимерных мастик, рулонных материалов (рубероид, пленки). Перед этим поверхность фундамента грунтуется специальным раствором, затем покрывается антисептиком.
Утепление основания постройки из газобетона позволит создать стабильный теплый микроклимат. Различные виды современных материалов, а также современные технологии позволяют поддерживать в подвальном помещении плюсовую температуру даже в лютые морозы.

Такие материалы, как полистирол помогают решить проблему утепления. Плиты из него крепятся специальным клеем.