Взвешенное решение, или какой фундамент лучше

Необходимые материалы

Итак, зная особенности и конструкцию, прежде всего, нужно подготовить необходимые материалы и инструменты. Для него потребуются следующие материалы:

• Песок.
• Гравий.
• Бетонный раствор.
• Арматура.
• Гидроизоляция.
• Грунтовка.
• Антисептик.
• Утеплитель.
• Асбестоцементные или металлические трубы.
• Деревянные щиты или доски для опалубки.
• Гвозди и саморезы для опалубки.

Что касаемо инструментов, то потребуются следующие:

• Лопата.
• Бур.
• Уровень.
• Рулетка.
• Бетономешалка для создания бетона, если бетон планируется делать самостоятельно.
• Вязальный крючок и проволока для арматуры, либо сварочный аппарат.

Отличия свайно-ленточной схемы фундамента

К недостаткам данной системы можно отнести следующее:

1. Многие работы приходится выполнять вручную. Пробитые скважины не позволяют использовать строительную технику для рытья траншей.
2. При связке арматуры с опорами требуются некоторые навыки постройки горизонтального каркаса. От вывода высоты свай и правильности обвязки зависит надежность постройки.
3. Предварительно рекомендуется ознакомиться с несущей способностью почвы. На основании этих данных происходит расчет нагрузки на поверхность.

Чаще всего глубина заложения составляет 35-42 см ниже нулевой отметки. Предварительные работы по созданию котлована предусматривают удаление верхнего пласта почвы до несущего уровня. После этого делается углубление на высоту отсыпной подушки. Периметр заливается сцепляющим составом (минимальная высота составляет 20 см над поверхностью грунта).

Общая высота определяется с учетом тяжести постройки и несущей способности почвы. Конструкция получается частично заглубленной. Данная модель представляет собой ростверк, связанный с грунтом.

В условиях сильно пучинистой почвы есть вероятность выдавливания основания наружным слоем земли. При наихудшем развитии событий бетонные опоры выскакивают из скважин (или обрываются на оголовках).

Такие случаи происходят при несоблюдении правил строительства. Во избежание подобных ситуаций устанавливается отмостка, используются более устойчивые опоры либо переделывается фундамент (на ростверковый).

Фундамент на винтовых сваях

Что такое винтовые сваи? В чем их особенность и удобство? И как с их помощью сделать фундамент? Винтовые сваи — это такая опорная конструкция. Представляет она собой систему труб, которые погружены в грунт на определенную глубину. В нижней части этих труб приварены спиралевидные лопасти (как на фото). Эта конструкция позволяет вкручивать сваи в грунт. А лопасти играют роль нарезки, примерно с таким же эффектом действия, как и на шурупах. Острый наконечник сваи позволяет легче ей входить в грунт. А нарезка помимо того, что используется для вкручивания, также является опорным узлом, на который собственно и опирается свая.

За счет чего держится опора и на сколько она надежна, спросите вы? Отвечаем: такая свая держится за счет силы трения, которая возникает между грунтом и боковыми поверхностями сваи (трубы). Усиливают такую конструкцию те самые лопасти, о которых мы уже говорили. На них и о приходится часть нагрузки, что делает такую опору весьма надежной, при грамотной установке конечно. Кстати, сама установка таких свай имеет массу тонкостей, которые нужно соблюдать. Несоблюдение их может привести к тому, что свая будет хлипкой и ненадежной. Так вот, чтобы равномерно распределить нагрузку на каждую сваю, установка выполняется по заранее просчитанной схеме. Образуется так называемое свайное поле. Оно обеспечивает равномерную нагрузку на каждую опору.

Ростверк

Когда сваи уже погружены их верхние части срезают таким образом, что бы получилась ровная плоскость. Затем делают ростверк или по другому называют несущий пояс. Он-то и является основной конструкцией, которая распределяет нагрузку от стен. А самое главное, благодаря ему нагрузка на систему свай распределяется равномерно, не перегружая не одну из свай, что придает данной конструкции надежность и долговечность.

Строение и функции ростверка очень схожи с конструкцией ленточного фундамента. Отличием в данной конструкции является то, что у ростверка, вместо опоры на грунт, как у ленточного фундамента происходит на сваи. Для того чтобы конструкция приобрела жесткость и была менее восприимчива к боковым нагрузкам, полые трубы свай заливают бетоном после их установки. Это и создает дополнительную устойчивость и жесткость конструкции.

Конечно, и плюсы и минусы свайного фундамента имеют место быть. Но явным плюсом винтовых свай является то, что при их установке не обязательно погружать их до контакта с плотными слоями грунта, как с другими сваями. Особенность их конструкции позволяет надежно удерживать здание при достаточном углублении в грунт. Винтовые сваи являются висячим типом свай.

Устройство ростверка

Расчёт мелкозаглубленного ленточного фундамента

Расчёт МЗЛФ, как и любого другого фундамента, основывается, во-первых, на значении нагрузки от веса самого дома и, во-вторых, на расчётном сопротивлении грунта. Т.е. грунт должен выдерживать вес дома, передаваемый на него через фундамент

Обратите внимание, что именно грунт держит на себе массу дома, а не фундамент, как некоторые полагают

Если рассчитать вес дома при желании обычный частный застройщик ещё сможет, то определить расчётное сопротивление грунта на своём участке самостоятельно не представляется возможным. Данная характеристика рассчитывается профильными организациями в специализированных лабораториях после проведения геолого-геодезических изысканий. Всем известно, что процедура эта не бесплатная. В основном прибегают к ней архитекторы, делающие проект дома, они же потом на основании полученных данных рассчитывают фундамент.

В связи с этим приводить в рамках данной статьи формулы для расчёта размеров МЗЛФ смысла нет. Мы рассмотрим случай, когда застройщик ведёт строительство своими силами, когда он не проводит геолого-геодезические изыскания и не может точно знать расчётное сопротивление грунта на своём участке. В такой ситуации размеры и конструкцию МЗЛФ можно выбрать по приведённым ниже таблицам.

Характеристики фундамента определяются в зависимости от материала стен и перекрытий дома и его этажности, а также от степени пучинистости грунта.

Монтаж опалубки

Опалубка выполняется из досок толщиной 40-50 см или низкосортной фанеры. Не стоит экономить и делать опалубку лишь над уровнем земли, исключая заглубленную часть основания. По СНиП опалубка должна быть на всю высоту конструкции. Перед установкой опалубки необходимо устроить в траншее подушку из гравийно-песчаной смеси и поверх нее уложить гидроизоляцию. Это убережет ленту от проникновения влаги. Для улучшения адгезии и усиления гидроизоляционных характеристик поверх подушки можно залить пяти сантиметровый слой подбетонки из тощего бетона. В качестве гидроизоляции лучше всего применять рулонные материалы: бикрост, гидроизол, рубероид.

Виды и их характеристики

Основание для 1-этажных построек из газобетона возводят из железобетона, они бывают следующих видов:

• ленточные заглубленные или мелкозаглубленные (для пучинистых земель);
• плитные, монолитные;
• из свай.

Отдают предпочтение тому или иному виду исходя из геологических особенностей участка.

Плита

Монолитный фундамент из плит может целиком гасить сезонное изменение, деформирование почвы, распределять ровно давление на грунт. Под всю территорию будущего сооружения устанавливают армированную бетонную плиту. Во время «шевеления» грунта она может двигаться целиком, не позволяя деформироваться отдельным участкам постройки. Благодаря наличию продольного армирования появляется дополнительная защита от возникновения трещин на стенках дома.

Этот вид фундамента уникален, его можно создавать на любом виде почвы, и он способен выдерживать суровые «особенности» климата. Для работы выбирают бетон повышенной прочности, для армирования потребуется арматура 12-14 мм. Обязательная подушка из песка гарантирует стойкость к колебаниям температур и подвижности грунтов.

Лента

Самым распространенным фундаментом для 1-но этажного дома из газобетона считается ленточный мелкозаглубленный (МЗЛФ). Здание с таким основанием получит отличную стабильность, если только геологические условия не сложного типа.

Отличие этого способа – его закладывают выше уровня глубины промерзания почвы. Это выгодно удешевляет работы, так как бетона требуется значительно меньше. От морозного пучения в зимний период применяют утепление цоколя и отмостки.

Основа фундамента это ленты связанные в единый прочный каркас. Горизонтальное расположение составляющих элементов обеспечивает равное распределение нагрузок, и позволяет перераспределять (гасить) возможные деформации в отдельных «критических» точках. Минимальные деформации допустимы, они должны быть меньше предельных.

К неоспоримым плюсам МЗЛФ относят:

• доступную стоимость;
• отличную прочность;
• простой, быстрый монтаж;
• достаточная площадь опоры для конструкции.

С возведением ленточного фундамента может самостоятельно справиться один человек.

Заглубленный ленточный фундамент (ЗЛФ) закладывают ниже глубины промерзания земли – от 1 м до 2,5 м. В этом варианте потребуется много бетонного материала, а это затратно. Целесообразно выбирать этот способ, если предусмотрен цокольный этаж.

При недостаточно прочных почвах для создания максимальной опоры на ленточных, свайных фундаментах дополнительно изготавливают «пятку». Она переносит нагрузки от фундамента на большую площадь.

Сваи

Фундамент на сваях наиболее редкий из всех типов, стоимость его невысока. Он уместен для возведения:

• на крутых склонах, местах с неровным рельефом;
• на почвах с большим промерзанием в глубину от 1,5 м и более;
• на рыхлых, неплотных и пучинистых землях с максимальным показателем грунтовых вод.

Стоит знать, что касательная сила во время морозного пучения может приподнимать сваи. Так же сваи обладают минимальной несущей способностью, так как имеют малую площадь опирания. Выбирать этот вид следует после тщательного обследования почвы на участке.

Сваи бывают нескольких видов:

• винтовые – их вкручивают по принципу шурупов в почву, легкие в монтаже;
• забивные – в подготовленные ямы устанавливают и укрепляют сваи;
• набивные – полые трубы (нужного размера) набиваются бетонной смесью;
• бурозабивные или столбчатые – столбы из бетона забиваются на нужную глубину в почву специализированной техникой.

Сваи могут быть одиночными или множественными. Столбы закрепляют под башнями, мачтами или колонами. Под каждой из опор может быть расположено несколько свай сразу. Сваи отлично выдерживают сдавливающую нагрузку, но боковые давления для этого вида являются критическими.

Литой наконечник

Литые винты для свай изготавливаются только в производственных условиях, благодаря чему есть возможность отслеживать качество изделий. При этом применяется технология точного литья в вакууме, материалом изготовления служит высокопрочная сталь СТ-35, СТ-25. Готовые изделия проходят термообработку для повышения прочностных характеристик.

Цельнолитые наконечники по сравнению со сварными характеризуются:

• точностью геометрических параметров;
• более высокой толщиной лопасти (13 мм против 5 мм для сварных, если сравнивать толщину основания лопасти диаметром 300 мм);
• погружением в грунт без деформации о встречающиеся мелкие камни и строительный мусор.

Цельнолитой наконечник вставляется в нижнюю часть трубы и обваривается по окружности. Такая конструкция обладает высокой несущей способностью и может применяться для возведения тяжелых бревенчатых домов (при условии правильно выбранного диаметра сваи).

Стоимость опорного элемента с литым наконечником приблизительно на 25% превосходит стоимость сварных изделий. Если для строительства выбрать сваи из стальных труб с качественной оцинковкой и внешним антикоррозийным полимерным покрытием, опоры для фундамента способны прослужить порядка сотни лет.

Антикоррозийная обработка самому литому наконечнику не требуется – защитный слой с рабочей части стирается о грунт в процессе завинчивания. Толщины и качества лопасти хватает для того, чтобы процесс коррозии не влиял на надежность и долговечность конструкции.

Обратите внимание: изделия с литыми наконечниками выбирать следует очень внимательно. Нарушение технологии производства ведет к снижению качества изделий и их надежности – к примеру, для снижения себестоимости готовые наконечники не подвергают термообработке или используют металл низкого качества

Такое литье отличается хрупкостью и наконечник не способен выполнять свои функции. На рынке можно встретить и подделки под литье.

Приобретать винтовые сваи с литыми наконечниками рекомендуется напрямую у надежного производителя, проверив сертификаты на изделия. Чтобы гарантировать надежность фундамента, монтажные работы проводят с применением специализированной техники и в процессе контролируют силовой момент закрутки опорных элементов. Если установка свай производилась собственными силами, по окончании монтажных работ для каждого элемента проводится испытание давлением.

Заливка монолитной ленты

Бетонную смесь марки не ниже В17,5 можно заказать на ближайшем РБУ или приготовить самостоятельно. Монолитная лента высотой 40-50 см заливается в два этапа. Сначала происходит заливка первого слоя 20-25 см с последующей виброутрамбовкой в течение 10 минут. Затем происходит заливка второго слоя также с утрамбовкой.

Подача бетона в опалубку должна производиться при помощи рукава бетононасоса или желоба. Бетон следует заливать аккуратно, чтобы не сдвинуть армокаркас. Время затвердевания бетона — 5-7 суток. В этот период за лентой необходимо осуществлять стандартный уход. После набора бетоном прочности опалубку можно демонтировать и приступать к гидро- и теплоизоляционным работам.

Классификация (разновидности) свайных фундаментов

Свайный фундамент подразделяется на несколько видов, в зависимости от типа свай, метода монтажа и других факторов. Ознакомиться с классификацией нужно перед началом строительства, особенно если планируется всю работу провести самостоятельно, не прибегая к помощи спецтехники.

По методу погружения

Рассматривая, какие бывают сваи, классифицировать их нужно по методу погружения:

1. Забивные. Установить в обычный или вечномерзлый грунт их можно только при помощи специальной строительной техники – вибропогружателя.

2. Набивные. Представляют собой железобетонные трубы, которые создаются бурением скважин и заливкой их раствором бетона.

3. Буровые. Железобетонные сваи, устанавливаются в предварительно пробуренных скважинах.
4. Винтовые. Столбы в виде сверл, ввинчиваются в землю ручным методом.

По способу воздействия на почву

1. Висячий. Нагрузка передается на землю посредством трения о бока материала.
2. Стойки. Нагрузку принимает на себя прочная часть земли, расположенная под несущим слоем. В этом случае не допускается осадка свайного фундамента.

По методу размещению элементов в грунте

Следующая классификация определяет способ размещения металлических столбов в грунтах:

1. Одиночный. Каждая свая устанавливается отдельно и не объединяется с другими элементами.
2. Коллективный. Сваи объединяются в ленты, располагаемые по периметру стен. При таком методе установки нагрузка распределяется равномерно на все опоры. Подходит для неустойчивого типа грунта и местности со скоплением осадков.
3. Кустарный. Этот свайный фундамент представляет собой объединение нескольких свай, находящихся под несущими элементами здания.

Устанавливаются сваи вертикально, но при строительстве дома на склонах опоры монтируются под наклоном. Данный тип подходит для местности, подверженной постоянным сильным осадкам, которые приводят к подвижности земельного участка.

По материалу изготовления

Какие бывают сваи определяют по материалу, используемому при изготовлении.

1. Стальные. Металлические элементы прочные, долговечные, подходят для установки в вечномерзлых грунтах и каменистой почве. Но есть и минусы у стальных труб. К ним относится необходимость проведения антикоррозийной обработки, большой вес, высокая стоимость материала.
2. Деревянные. Изготавливаются из древесины хвойных пород, отличаются низкой стоимостью. Минусы – подверженность гниению, недолговечность. Используются в строительстве редко. Недостатки деревянных свай легко устраняются специальными смесями.
3. Железобетонные. Изготавливаются на строительной площадке при наличии специальной техники. Для производства используется высококачественный бетон марки выше 200. Плюсы – устойчивость к физическим и погодным воздействиям, срок службы более 100 лет. Недостатки – высокая стоимость, необходимость покупки или аренды техники для изготовления свай.

По типу строения

Свайный фундамент подходит для строительства малоэтажных зданий:

1. Для дома из бруса подходит основание из железобетонных или металлических свай с ростверком.
2. Кирпичное здание требует прочного основания, созданного из железобетонных свай.
3. Каркасный дом не требует дополнительного укрепления, для него подойдет фундамент на основе обработанных деревянных свай.
4. Под баню фундамент не требует укрепления и устанавливается из любого вида свай.

Какие виды свайных фундаментов подходят для конкретной площадки, определит специалист после анализа почвы.

Расчет ленточно-винтового фундамента

Расчет винтовых свай

В ходе расчета свай определяются следующие параметры:

• Диаметр винтовых свай. Возведение 1-2 этажного дома рекомендуется с использованием свай диаметром 108 мм СВС-108 или 133 мм СВС-133. По типу лопастей лучше всего подойдут широколопастные изделия с размером лопастей 300 и 350 мм соответственно. Узколопастные опоры применяются только на плотных и скальных грунтах.
• Длина винтовых свай. Длина свай зависит от глубины промерзания почвы в регионе и уровня залегания плотных грунтов, на которые будет опираться свая. За длину сваи принимают наибольшее значение плюс 30-50 см. Для средней полосы России длина винтовых изделий будет составлять 2-2,6 м, для северных районов и на участках со сложными грунтами — 3-3,5 м.
• Количество винтовых свай. Рассчитывается по формуле:

К = P*k/S

где:

Р — сумма всех нагрузок;

k — коэффициент надежности = 1,75;

S — допустимая нагрузка на сваю, определяется по техническим характеристикам конкретного типа опор.

Расстояние между сваями. Для легких построек расстояние составляет 3,5 м. Для деревянных строений — 2,5-3 м, а для коттеджей из штучных стройматериалов и каркасно-щитовых домов — 1,5-2 м. Чем меньше диаметр свайно-винтовых опор, тем меньше расстояние между ними. При составлении схемы расположения свай следует придерживаться правил СНиП и располагать опоры по углам, вдоль несущих стен с выбранным шагом, под входной группой. Добавить сваи также необходимо при сооружении тяжелых элементов, например, каминов, бассейнов и пр.

Результатом расчета свайной части фундамента станет схема, на которой отображается глубина заглубления и места расположения опор

Расчет монолитной фундаментной ленты

Цель расчета ленточной части фундамента — определение параметров ленты:

1. Глубина заглубления. Для мелкозаглубленного фундамента заглубление составляет — 10-20 см.
2. Высота ленты. Для частного дома, как правило, высота составляет 50-60 см. С учетом заглубления, над поверхностью земли будет возвышаться ленточная часть высотой 30-50 см.
3. Длина ленты. Этот параметр является суммой всех стен, под которыми будет закладываться основание: периметр дома + несущие стены.
4. Ширина монолитной ленты. Ширину рассчитывают в зависимости от массы дома, типа грунта и технологии строительства. Чтобы не выполнять сложных расчетов, можно использовать готовую таблицу для определения оптимальной ширины фундаментной ленты:

Зная все параметры можно рассчитать необходимое количество бетона и арматуры, а также досок для опалубки, которые потребуются при выполнении конструкции.

↑ СЛФ – что это?

Свайно-ленточный фундамент (СЛФ) – это опорная конструкция, которая состоит из свайной системы, где сваи погружаются в землю до плотных пластов. Опоры-сваи обвязываются бетонной лентой. Ленточное основание принимает на себя нагрузку от всей постройки, и она равномерно распределяется между почвой и сваями.

Главное отличие свайно-ленточного основания от остальных типов свайных фундаментов в том, что СЛФ – это единая конструкция-монолит, объединяющая в себе одновременно ростверк и сваи.

Такая конструкции обеспечивает основанию сооружения высокую надёжность и большую несущую способность. Единый армированный каркас в монолитном бетонном растворе нагрузку по всему объёму основания распределяет равномерно.

1 – армированный каркас, 2 – сваи асбестоцементные, 3 – лента из бетона, 

4 – технические выводы, 5 – гидроизоляционный слой, 6 – вентиляционные хода

Стоит отметить, что для этого типа фундамента применяется мелкозаглубленное ленточное основание. А вот сваи ввинчиваются ниже уровня промерзания почвы для обеспечения неподвижности и прочности опоры.

Сваи и лента между собой жёстко связаны, они образуют неразделимую прочную опору для постройки.

Связывает сваи и ленту арматурный пояс, так как он представлен единой системой. Если применяются погружные или винтовые сваи, то армопояс жёстко приваривается к ним.

Плюсы и минусы СЛФ

К преимуществам СЛФ относятся:

1. Использование фундамента на проблемных почвах.
2. Фундамент высокоустойчив к воздействиям почвы — небольшим подвижкам, зимнему пучению.
3. Буронабивные сваи, например, можно создать прямо на строительной площадке, что позволит существенно снизить траты на покупку, доставку и вбивание свай в грунт.
4. Использование СЛФ позволяет воздвигать здания на участках, где наблюдается высокий уровень почвенных вод.
5. Высокие темпы строительства.

Есть и минусы:

• Перед работой проводится тщательное обследование участка, чтобы определить высоту залегания почвенных вод, узнать состав грунта и т.п.
• С таким фундаментом не получится создать цокольное помещение либо подвал.
• Нужно качественно утеплять пол первого этажа, который уложен по грунту.
• С СЛФ нельзя построить многоэтажный дом.
• Сваи нужно качественно изолировать гидроизоляцией. В особенности, когда используются стальные или деревянные опоры.

Многие минусы зависят от характеристик почвы на участке. И к минусам фундамента их не стоит относить.

Способы монтажа свай своими руками

Монтаж свайных труб осуществляется одним из трёх возможных способов.

• Редукторный

Редуктор

Автоматизированный метод вкручивания свай, при котором процесс максимально оптимизируется и ускоряется. С помощью редуктора появляется возможность погружать трубы большого диаметра, при этом работы производятся в ограниченном пространстве. Для запуска установки не требуется наличие подъездных путей. Основное преимущество способа заключается в минимальном нарушении структуры грунта во время заглубления сваи, что достигается благодаря непрерывному крутящему моменту.

• Механический

Монтаж свай буровой установкой

Данный способ предусматривает привлечение спецтехники, а именно буровой установки. Труба поднимается и фиксируется в стреле машины, после чего остаётся следить за вертикальностью погружения сваи. Основным преимуществом метода является скорость выполнения монтажа. Забить опоры под фундамент можно всего за 1 день.

• Ручной

Трудоёмкий способ установки свай. Для выполнения работы требуется не менее 3-х человек. Чтобы хоть немного облегчить процесс, рекомендуется соорудить рычажную конструкцию. Сделать это можно путём продевания лома в отверстие сваи. На концы лома надевают трубы, после чего два работника осуществляют круговые проходы. Третий человек должен контролировать вертикальность погружаемой опоры через каждый оборот в 360°.

Ручной монтаж свай

Данный метод применяется преимущественно в случаях, когда к месту строительства нет возможности подогнать спецтехнику. Его достоинством является экономия средств, а недостатком – немалые усилия.