Достоинства и недостатки, этапы возведения свайного фундамента для каркасного дома

Этапы возведения винтового свайного фундамента

На этапе проектирования необходимо выбрать количество свай, которое в свою очередь зависит от площади террасы.

Опоры размещают на плане в несколько параллельных рядов, следуя основным правилам:

• под каждым углом конструкции должна находится одна опора;
• расстояние между соседними сваями не должно превышать 1,5 м.

Когда план готов и подготовлены строительные материалы и инструменты, приступают к непосредственному строительству основания:

1. Земельные работы. Участок очищают от веток и другого мусора. Снимают верхний слой грунта толщиной приблизительно 15 см, замещая его утрамбованным настилом из песка. С помощью колышков и бечевки переносят план на участок, обозначая периметр террасы и места для монтажа опор.
2. Монтаж свай. В установленных местах завинчивают опоры с помощью металлических труб нужного диаметра в качестве рычагов, которые продеваются в технологические отверстия в верней части опоры. Вкручивают сваю на глубину промерзания почвы. В процессе монтажа контролируют вертикальность оси: максимальное отклонение не должно превышать двух градусов.

3. Обрезка опорных элементов на одном уровне. При этом учитывают, что каждая свая должна выступать над уровнем земли минимум на 30–50 см.

4. Бетонирование сваи. Всю полость столба заполняют бетонным раствором, чтобы вытеснить воздух и предотвратить окисление внутренней части опоры.
5. Наваривание оголовков. После полного затвердевания бетона на верхнюю часть каждого стержня приваривают оголовок, на котором будет держаться ростверк.
6. Устройство обвязки. Чтобы равномерно распределить нагрузку конструкции на грунт, монтируют ростверк. Самый простой вариант – использовать для этого брусья, предварительно пропитанные гидрофобным составом. В качестве альтернативы можно организовать металлическую обвязку из швеллера или профильной трубы, не забывая нанести на все элементы металлической конструкции гидроизоляционный слой.

Когда свайный фундамент готов, можно приступать к следующему этапу строительства террасы.

Как рассчитать шаг установки винтовых свай

Просчитав предполагаемую нагрузку, можно определить, сколько нужно опор и вычислить необходимые промежутки между ними. От правильных расчетов зависит время эксплуатации здания.

Шаг установки винтовых свай под одноэтажное здание с мансардой

Для определения количества:

• проводят анализ грунта на участке под застройку;
• определяют площадь дома;
• вычисляют предполагаемую нагрузку на грунт;
• делают расчет по формуле:
  Площадь основания сваи умножить на сопротивление и общую массу нагрузки разделить на полученный результат.

Нагрузку можно определить по СНиП или техническим условиям. Результат вычисления – нужное количество опор. Длину здания по периметру делим на количество свай. Полученный результат необходимо откорректировать в зависимости от материала опоры:

• для деревянных минимально допустимый шаг не больше семидесяти сантиметров;
• для железобетонных – не больше 90.

Максимальный шаг зависит от установки: один ряд – 1,33 м, два ряда – 2,67 метра.
Смотрите видео о расстоянии между сваями фундамента.

Пример вычисления количества свай

Рассмотрим особенности расчета на примере дома квадратной формы с периметром 8х8.

К другим особенностям строения относятся:

• каркасный тип, крыша из шифера, крыльцо;
• размеры фундамента – 8х8, высота строения – 3 метра;
• в доме 3 комнаты, образованные пересечением сплошной стены длиной 8 метров и перегородки длиной 4 метра;
• каркас изготовлен из бруса 150х150, ростверк – 200х200;
• стены обшиты сендвич-панелями.

Вычисление площади стен:

• наружные – 8*3*4=96 кв. м;
• внутренние – 8*3+4*3=36 кв. м.

Вычисление массы стен при использовании табличных значений для массы 1 кв. м:

• наружные (несущие) – 50*96=4800 кг;
• перегородки – 30*36=1080 кг;
• общая масса – 4800+1080=5880 кг.

Вычисление массы цокольных и чердачных перекрытий при использовании табличных значений для массы 1 кв. м:

• цокольное – 8*8*150=9600 кг;
• чердачное – 8*8*100=6400 кг;
• общая масса – 9600+6400=16000 кг.

Для определения массы дополнительной нагрузки (внутреннего наполнения дома: отделочных материалов, вещей, оборудования) используется табличное значение 350кг/1кв. м. При вычислении нагрузки для двухэтажного дома вес дополнительной нагрузки умножается на 2.

8*8*350=22400 кг.

Вычисление общей нагрузки на фундамент:

16000+22400=38400 кг.

Вычисление количества свай по формуле К=Р*к/S, где:

«Р» – общая нагрузка;

«к» – коэффициент надежности (в примере – 1.4);

«S» – максимальная нагрузка на 1 сваю (это значение опирается на специфику сваи, в примере это – опора с диаметром 300 мм).

Сопротивление грунта определяется спецификой той местности, на которой возводится дом. В примере это грунт со средней плотностью 3 кг. /куб. см., слабым промерзанием 1 метр и глубоким залеганием грунтовых вод.

38400*1.4/2600=20.6

Приведенный пример показывает возможный вариант вычислений. Он не учитывает конкретную специфику отдельного строения, которая может повлиять на конечное количество свай и их размещение в плане фундамента.

Один из главных моментов – отделочные материалы и прочее наполнение дома, составляющее примерно половину нагрузки. Табличное значение отталкивается от усредненного веса материалов. Если используется массивная обшивка, например, плиты гранита или мрамора, кладка камня или кирпича и т. п., показатель общей нагрузки может существенно измениться. В таких обстоятельствах без точного подсчета веса всех элементов, относящихся к дополнительной нагрузке, не обойтись.

О свайных фундаментах и рекомендованном расстоянии между сваями смотрите в этом видео.

Особенности расчета

Определяясь с шагом винтовых свай, следует соблюдать разумные доводы. Слишком большое расстояние между опорами приведет к просадке дома, а маленькое – к перерасходу материальных средств. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять расчет, учитывающий:

• фактическую массу надземных конструкций и отделочных материалов;
• примерный вес мебели и оборудования, включая коммуникационные системы;
• снеговые и ветровые нагрузки;
• несущую способность грунта (точное значение принимается по расчету);
• технические характеристики винтовых свай;
• коэффициент запаса.

Полезная нагрузка при расчете шага установки свай определяется по соответствующим СНиП или техническим условиям. К примеру, для одноэтажного жилого дома она составляет около 150кг, приходящихся на квадратный метр площади. Показатели снеговых и ветровых нагрузок принимаются по справочникам, в зависимости от региона строительства объекта. А коэффициент запаса, как правило, составляет 1,1-1,25.

Сам расчет требуемого для фундамента количества винтовых опор достаточно прост. Их число и линейные размеры несущих стен в плане оказывают влияние на шаг установки свай. Суммарная нагрузка делится на несущую способность одной металлической опоры. В результате получается требуемое число свай, которые с равным шагом распределяются по периметру ограждающих конструкций дома.

Другой вариант расчета сводится к определению усилий, воздействующих на один погонный метр ростверка. Для этого общая нагрузка делится на длину всех несущих стен, после чего полученный результат еще раз делится на несущую способность выбранных винтовых свай. В итоге получается число опор, требуемых для поддержания одного метра обвязки, находящейся под нагрузкой. Дальнейший расчет сводится к тому, чтобы узнать, с каким шагом следует устанавливать сваи, чтобы фундамент смог выдержать расчетные усилия. Такой способ предназначается для массивных строений.

Несущая способность металлических винтовых свай указывается производителем в технической документации. С приблизительными параметрами можно ознакомиться по таблице.

Следующим после расчета этапом является схематичная расстановка винтовых свай в плане фундамента. Как отмечалось ранее, они в обязательном порядке должны присутствовать в углах, под колоннами и в местах сопряжения несущих стен. Остальные сваи распределяются равномерно между основными опорами. Таким образом выясняется точный шаг между винтовыми сваями.

Наглядные вычисления

Для примера можно взять расчет одноэтажного дома из бруса размером 6*6 метров. Объем древесины вычисляется в зависимости от толщины стен и высоты строения, с учетом крыши. Допустим, что он составляет 20 тыс. кубометров. Число умножаем на вес одного куба древесины (в нашем случае – 800кг). В итоге получаем общую нагрузку 16 тонн. Сюда прибавляем вес кровельных и отделочных материалов (допустим, 2 тонны).

Далее определяем:

• полезную нагрузку – 36м2*150кг/м2, что составляет 5,4 тонны;
• снеговую нагрузку – 36м2*120кг/м2, что составляет 4,32 тонны.

После суммирования получаем цифру – 27,72 тонны, которую умножаем на коэффициент запаса – 1,1. В результате, при расчете количества винтовых свай используем показатель нагрузки – 27,72*1,1=30,492т. Приняв за основу сваи диаметром 89мм с расчетной нагрузкой 2 тонны, получаем минимальное число свай – 30,492/2=16 штук, которые равномерно распределяем по внешнему периметру дома. Дополнительные опоры могут устанавливаться, к примеру, для половых лаг.

Для двухэтажного дома полезная нагрузка увеличивается вдвое.

Приведенный расчет не является точным. В каждом конкретном случае возникают дополнительные усилия, появляются внутренние несущие конструкции, столбы, оборудование и т.д. Нередко отделочные материалы значительно увеличивают массу дома. Все нюансы должны учитываться в индивидуальном проекте, устанавливающем шаг фундаментных опор.

Оптимальное расстояние между сваями

Винтовые металлические опоры для каркасного или брусового дома устанавливают с шагом не более трех метров. Но нередко его уменьшают до 1-1,2 метра. Данный параметр зависит от суммарной величины нагрузок и свойств грунта. Узнать более точное расстояние помогает расчет, который допускается не выполнять для временных и неответственных строений.

Определяя шаг винтовых опор, следует учитывать длину ростверковых балок, так как обоими концами они должны опираться на оголовок ввинченной трубы. Это касается как каркасного, так и брусового дома

Но в случае устройства бетонного ростверка данный фактор во внимание не принимается

Если в качестве основания дома предусматривается выполнение плитного фундамента, то местоположение винтовых свай определяется проектной документацией. Такая конструкция предполагает чуть более сложный расчет, но принцип остается все тот же – опоры размещаются под несущими стенами или колоннами каркасного дома.

Как возвести СФ своими руками?

Перед началом строительства необходимо провести подготовительные работы:

1. Организовать доставку винтовых свай и стройматериала на участок.
2. Убрать остатки старого фундамента (если есть).
3. Расчистить территорию от строительного мусора, валунов и других предметов, мешающим монтажу.
4. Организовать подачу воды для замешивания раствора и электроэнергии для работы оборудования.
5. Подготовить приспособления для вкручивания стержней в грунт.

Этапы строительства:

1. В установленных местах вкручивают винтовые сваи в грунт, пока наконечник не упрется в твердый пласт. При этом соблюдают вертикальность оси трубы (допустимое отклонение – не больше двух градусов).

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

2. Обрезают верхнюю часть металлических труб, выравнивая плоскость по горизонтали.
3. Заливают раствором внутреннюю полость столба, чтобы исключить вероятность окисления металла.
4. Когда бетон наберет прочность, наваривают оголовки на концы труб.
5. Шлифуют сварные швы и покрывают слоем гидроизоляционного материала.

Особенности изготовления ростверка

Типы обвязки для винтовых свай различают по материалу изготовления:

• металлические;
• деревянные;
• бетонные.

Ростверк используют для сооружений, стены из которого изготовлены из дерева. Обязательные этапы монтажа:

1. Пропитка брусьев гидрофобным составом, антисептиком и антипиреном.
2. Устройство гидроизоляционной прокладки между оголовками и деревянными элементами.
3. Прикручивают балки к оголовкам через заранее подготовленные технологические отверстия.
4. По углам конструкции устанавливают укрепляющие уголки.

Особенности монтажа металлического ростверка под каркасное сооружение:

• для обвязки используют двутавровые балки или швеллера;
• помимо сваривания каркаса, углы необходимо стянуть болтами;
• металлическую конструкцию обмазывают гидрофобным составом, уделяя особое внимания сварным швам.

Деревянная обвязка винтовых свай для каркасного дома, видео-инструкция:

Каркасная постройка на сваях

Если не учитывать габаритные размеры и параметры нагрузки, остается лишь один тип классификации винтовых опор, а именно по типу наконечника.

• Со сварным наконечником.
• С цельным литым наконечником.

Первый вид – это экономичное решение. Наконечник присоединяется к основному стержню сварным швом. Недостаток данных решений в том, что они имеют в своей конструкции лишь одну буровую лопасть, а значит они менее устойчивы, чем цельнометаллические опоры.

На заметку

Сваи с литым наконечником более прочные и в меньшей степени подвергаются образованию ржавчины. Цельнолитые сваи выпускаются из марок СТ-25 и СТ-35 – высококачественных углеродистых сталей.

Базовая глубина залегания опор в почву – 1,5-1,8 метра. При таких значениях минимальный вес, который должна выдерживать одна свая – 1 тонна

Перед тем, как строить каркасный дом на сваях своими руками, необходимо в расчетах учесть количество свай, при этом нужно брать во внимание не только габаритные размеры, но и примерный вес будущего сооружения

Каркасные дома на сваях бывают разной конструкции на фото. Обязательно надо учесть специфичные факторы вроде предполагаемой снеговой нагрузки на крышу, характеристик почвы в точках ввинчивания свай.

Каркасник с панорамными окнами.

Расстояние между опорами

При строительстве важно соблюдать расстояние между сваями для каркасного дома, обозначенное в проекте. Равномерное распределение опор по периметру будет технологическим решением, так как различные части дома несут разную нагрузку на фундамент

Например: часть дома, в которой располагается печь значительно тяжелее, нежели пространство с кладовой или хозяйственными помещениями.

Постройка с эркером.

Практика возведения позволила подсчитать усредненное количество свай для каркасных домов различной площади:

• для домов 6х6 метров – 9 свай;
• для домой 8х8 метров – от 12 до 16 свай;
• для домов 10х10 метров – минимум 23-25 свай.

Обвязка опор

После погружения свай в землю необходимо соединить их верхние площадки между собой – провести так называемую обвязку. Обвязка позволит сформировать ростверк фундамента и в последствии смонтировать пирог пола каркасного дома на сваях. Обвязку можно провести с помощью металлических балок, деревянного бруса, двутавра – синтетического перфорированного материала.

Обвязка брусом на свайно-винтовом фундаменте.

Каркасный дом на сваях, видео демонстрирует основные моменты, которые надо учитывать при выполнении обвязки свай с помощью бруса.

Основным способом является обвязки свай с помощью бруса. Обвязочный брус пропитывают специальным составом, который увеличивает срок служба бруса в несколько раз. Брус укладывается на оголовки свай строго по центру. Стыковка обвязочного бруса в углах фундамента производится в лапу и дополнительно скрепляется с помощью скоб.

На заметку

Во втором варианте обвязка свай каркасного дома осуществляется с помощью отрезков профилированной трубы. Причем труба укладывается не на верх свай, а прикрепляется к самому стержню, тем самым выполняя роль распорки. Элементы обвязки крепятся к сваям с помощью анкерных болтов или жестких металлических штырей.

Монтаж каркаса

1. Топографическая съемка участка под свайный фундамент и нанесение разметки.
2. Подготовка участка, отведенного под свайное поле.
3. Ввинчивание свай в почву вручную или с помощью копровой установки.
4. Подрезка опор до одного уровня (не рекомендуется подрезать опорные стержни выше пятидесяти сантиметров от земли).
5. Приварка крепежных оголовков винтовых свай, укладка лаг каркасного дома.

Отметим, что ручной монтаж имеет низкую производительность: за рабочий день специалисты вкручивают не более десятка винтовых свай. После выполнения последовательности можно приступать к монтажу чернового пола.

В местах технологических отверстий в верхней части сваи крепится лом, на него надеваются металлические рычаги. Ввинчивается основания под прямым углом, допускается небольшое отклонение, но не более 5%.

Для того, чтобы установить свайный фундамент требуется как минимум три человека: двое ввинчивают сваи в грунт, третий следит за уровнем установки. Ввинчивать сваи принято до твердого грунта, однако ниже слоя промерзания почвы.

https://www.youtube.com/watch{q}v=Q_vay5qKKSA

После вкручивания свай на нужную глубину, с помощью болгарки производится обрезка верхней части по высоте установки будущего фундамента. Верхняя часть труб для прочности заполняется бетоном. Материал не только улучшает несущую способность свай, но и защищает их от преждевременной коррозии.

После установки свай проводятся работы по привариванию оголовков

Важно следить за тем, чтобы конструкция лежала строго горизонтально, контролируется с помощью шнура либо лазерного указателя. Места крепления обязательно покрывают антикоррозийным составом

Последним этапом установки свай принято считать установку обвязки. Для этого деревянные брусья устанавливаются на оголовки и закрепляются с помощью болтов, так называемыми “глухарями”. Все стыки между брусьями скрепляются между собой скобами с углублением в брус.

Деревянный брус 150 на 150 мм. особо востребован при свайных конструкциях фундамента. Брус перед установкой обязательно должен быть просушен и покрыт антисептическим составом для защиты от насекомых. А также понимания, как защитить каркасный дом от мышей своими руками.

На заметкуС тем, как сделать свайный фундамент мы разобрались. Сразу после завершения работ по строительству фундамента можно приступать к возведению стен будущего каркасного дома.

Преимущества и недостатки

Плюсы технологии:

1. Сокращения строительных работ за счет полной автоматизации процесса.
2. Широкая область применения – от ремонта фундаментов до закладки высокопрочной силовой конструкции.
3. Возможность выработки скважин с максимально-допустимыми параметрами – значениями глубины и диаметра.
4. Отсутствие динамичных и вибрационных нагрузок на почву и близко расположенных сооружений, что позволяет проводить строительные работы на территориях с плотной застройкой, а также реставрировать ослабленные фундаменты старых домов.
5. Эффективность методики при строительстве на склонах, где остается риск оползней.

Недостатки буроинъекционных фундаментов:

1. Разрыв структурных связей в грунте в процессе бурения, что приводит к обрушению стенок скважины. Таким образом вырабатывается гораздо больше почвы, чем объем сваи, что может спровоцировать неравномерную осадку здания.
2. В бетонном растворе всегда будет оставаться грунт и шлам, что снижается плотность и прочность силового элемента и делает непредсказуемой несущую способность основания.
3. Из-за присутствия валунов и крупнообломочных пород в грунте происходит отклонение ствола буроинъекционной опоры от проектного положения. Это может отразиться на грузоподъемности и устойчивости фундамента в процессе эксплуатации.

Особенности конструкции свайного фундамента домов

Как правило, такой тип фундаментов используется при строительстве небольших, легких построек. Использовать его для возведения массивных тяжелых зданий не рекомендуется, т.к. за счет боковой силы ветра распределение массы будет неравномерным и сваи могут не выдержать локальной нагрузки.

Правила установки свайного фундамента:

Размеры винтовых свай.

1. Выбор места для будущего дома. Прежде всего нужно получить план подземных коммуникаций и силовых кабельных сетей, дабы избежать проблем в процессе строительства.
2. Разметка будущего фундамента. Выполняется в соответствии с планом дома, где указаны данные о характере основания, присутствуют все необходимые габаритные размеры и конфигурация несущих стен и перекрытий. Разметка должна быть выполнена максимально точно, любые погрешности не приветствуются, максимум они могут составлять 2 см.
3. Установка свай. Осуществляется она несколькими способами. Существует метод простого ввинчивания свай в почву до упора, а можно их забивать механическим способом. Сначала на месте установки опоры делается небольшое углубление – будущая направляющая. Затем туда строго вертикально устанавливается опора. В отверстие опоры устанавливается лом, на который устанавливается труба (используется как рычаг). Учитывая принцип работы, то чем длиннее труба, тем легче вкручивать сваю по часовой стрелке. При вкручивании нужно постоянно следить за вертикальным расположением опоры и, при необходимости, корректировать его. За ровным погружением опоры в землю нужно следить из самого начала, т.к. в дальнейшем выровнять ее уже не получится.

Иногда бывает так, что при вкручивании свая не заходит в землю, а только рыхлит почву. Этот эффект может возникнуть через наличие твердых кристаллических пород или камня в углублении под острием опоры. В таких случаях нужно сделать углубление на глубину до 50 см или даже больше и предусмотреть нагрузку на опору. Как только свая зацепит грунт, нагрузку можно снимать. Минимальная глубина погружения сваи рассчитывается проектом, а вот максимальная – до уровня плотных пород грунта.