Как сделать свайно-ленточный фундамент своими руками

Ленточно-свайный фундамент

Но если копнуть поглубже, то оказывается, что ленточно-свайный фундамент можно использовать только в условиях полного отсутствия морозного пучения или же когда вес здания полностью их нивелируют. Иначе получается следующая картина:

Для того чтобы всё это понять не нужно заканчивать строительный вуз или всю жизнь проработать на стройплощадке, а потому в, конце концов, мне удалось достучаться даже такого «чистокровного» гуманитария, каковым является мой товарищ.

Думаю ты, мой читатель, и вовсе всё понял с полуслова и теперь никогда не «поведёшься» на подобные новшества.

Постигайте строительное мастерство вместе с нами. До новых встреч!

Василий Молька

Виды опор

Рассмотрим, какие виды винтовых опор используются в современном строительстве:

По области применения

Использование этого типа фундамента ведется гораздо шире, чем это может показаться на первый взгляд.

Винтовые сваи успешно применяются в следующих областях:

• Капитальное строительство.
• Индивидуальное жилое строительство.
• Мосты, причалы, прочие гидротехнические сооружения.
• Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.
• Ангары.
• Теплицы.
• Заборы или ограждения и т.д.

Рост популярности этого типа основания значительно расширил область применения, и этот процесс еще не закончен.

Размеры

Используются стальные трубы разных диаметров. Наиболее распространены трубы 108 мм, этот размер обеспечивает достаточно высокую несущую способность при хорошем вхождении в грунт.

Общий диапазон диаметров труб находится в пределах 57-219 мм, но в некоторых случаях используются и более толстые опоры.

В частном домостроении трубы более 159 мм не используются из-за сложности погружения.

Длина труб также имеет много вариантов. Существуют типоразмеры от 1650 до 9000 мм, используемые в соответствующих условиях.

Чем меньше прочность и плотность грунта, тем длиннее должен быть ствол.

Количество лопастей

Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.

Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.

Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.

Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.

При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.

Наконечники

Наконечник принимает на себя нагрузку при погружении, что выдвигает довольно жесткие требования к его конструкции.

Существуют:

• Сварные наконечники. Изготавливаются путем заужения диаметра трубы путем удаления клиновидных участков и соединения полученных фрагментов в конус. Швы свариваются и образуется заостренный конец. Применяются для относительно слабых, мягких грунтов.
• Литые наконечники. Изготавливаются (отливаются) отдельно и прикрепляются к трубе. Обладают большой толщиной, способны разрушать встречающиеся препятствия. Используются на плотных и сложных грунтах.

Материал изготовления

Используются разные марки стали — от обычной Ст 3, до более прочной Ст 20.

Для применения в сильноагрессивных грунтах с большими нагрузками и возможностью электростатической коррозии используются прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С.

Тип защитного покрытия

Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.

Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.

Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.

Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.

Расчет свайно-ростверкового фундамента

Для того чтобы быть хоть отчасти уверенным в надежности фундамента его желательно хоть приблизительно рассчитать. Для этого потребуется проделать несколько не самых сложных расчетов.

1. Рассчитывается масса дома (учитываются все материала и примерный вес «начинки»).
2. Исходя из веса и коэффициента надежности, определяется необходимая опорная площадь.
3. Так как сваи уже расставлены, можем посчитать их количество.
4. Дальше подбираем площадь сечения свай. Так как мы знаем их количество, то умножив на выбранную площадь, узнаем общую.
5. Полученный результат сравниваем с рассчитанной ранее (пункт 4) опорной площадью.
6. Если площадь, которую нашли на шаге 4 больше той, которую рассчитали на шаге 2, выбранные параметры свай нам подходят.
7. Если меньше, увеличиваем планируемое сечение свай, снова перемножаем и сравниваем. Так находим требуемую площадь сваи.

Иногда выгоднее не увеличивать площадь свай, а поставить их чаще. Методика расчета при этом не изменяется.

Несущая способность свай разных диаметров в различных грунтах (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Площадь опоры, необходимая для нормального распределения нагрузки считается по формуле:

Где Н — несущая способность грунта (ее можно взять из таблицы). Коэффициент 1,4 применен из-а того, что свайным фундаментам требуется больший запас прочности: мы ведь не знаем, какой грунт находится под всеми сваями. Потому лучше перестраховаться.

Подробнее о расчете опорной площади и подсчете массы дома смотрите в видео.

Преимущества и недостатки

Как и любое основание, свайно-ленточный фундамент отличается своими плюсами и минусами. Его преимуществами являются:

• использование основания на участке с сильным уклоном;
• возможность его сооружения на слабом грунте;
• для монтажа требуется минимум строительных материалов;
• высокая устойчивость к незначительному смещению грунта;
• не боится больших нагрузок;
• относительная дешевизна;
• возможность самостоятельного построения с применением собственноручно приготовленного бетона.

Недостатки:

• чтобы обустроить такой фундамент, необходимы сложные расчеты, которые могут произвести только профессионалы, своими руками можно возвести только легкие конструкции;
• не позволяет создавать под ним подвал или цокольный этаж.

Расчет ленточно-свайного фундамента

При отсутствии специальных знаний произвести правильный и грамотный расчет будущего ленточно-свайного фундамента практически невозможно. Этот этап необходимо доверить специально подготовленным людям и профессионалам своего дела. Это исключит многие недочеты и ошибки, влияющие не только на общую стоимость будущего проекта, но и на его эксплуатационные характеристики, сроки службы и безопасность.

Для грамотного расчета свайно-ленточного основания необходимо иметь:

1. Данные о геологических исследованиях, которые предоставляют информацию о структурном составе почвы, глубине прохождения грунтовых вод, уровнях промерзания почвы, рельефа и др.
2. Проектно-сметную документацию.
3. Примерные значения о возможных нагрузках на основание, которые определены с учетом общего веса используемых строительных материалов, метода возведения и будущих требований по эксплуатации строения.
4. Данные о заявленной площади строительного объекта.
5. Характеристики возможных присадок, деформирования некоторых элементов в конструкции основания или в целом всего основания будущего строения.
6. Данные о толщине, способе совмещения и формировании связующего ленточного фундамента.

Для процесса расчета качественного фундамента вышеперечисленных данных недостаточно. С точностью определиться с размером свай и глубиной их погружения, с расположением и количеством элементов, можно по уже готовым расчетам. Кроме того, по ним же можно выбрать тип армирования, гидроизоляции и другие не менее важные составляющие.

Свайно-ленточный фундамент: конструкция, сфера применения

Ленту на сваях кладут мелкозаглубленную

Ленточный фундамент на сваях – это конструкция, состоящая из мелкозаглублённого монолитного основания, опирающегося на вбитые в землю сваи. Их заглубляют ниже, чем на глубину промерзания почв по данной местности. Часто опорой им служат твердые породы. Перепады высот рельефа, рыхлые почвы – не являются преградой строительству.

Верх такого основания — ростверковый фундамент, передающий большую часть нагрузки, создаваемой сооружением, на сваи, а меньшую ее долю – на грунт. На него опираются наружные стены, перегородки. Он отличается от обычного ленточного по высоте, глубине залегания. Фундаментная лента создается способом залива бетоном.

Арматурой выполняется дополнительное усиление свай и монолитного блока.

Буронабивные сваи заливают раствором

По виду взаимодействия с грунтом установленные опоры подразделяются на сваи-стойки и висячие. Первые упираются в нижележащие твердые породы. Вторые удерживает сила трения, возникающая между их корпусом и почвой.

Для устройства фундамента применяются сваи таких разновидностей:

• буронабивные, формирование которых происходит непосредственно во время проведения строительных работ путем заливания пробуренных скважин бетонным раствором;
• забивные – представляют собой готовые заостренные стержни, для использования которых требуется применение спецтехники;
• винтовые – металлические трубы с литым либо приваренным наконечником.

Буронабивные сваи подойдут для загородных коттеджей

Буронабивные опоры характеризуются наибольшей прочностью, потому что образуют единую конструкцию с ростверком.

Такое комбинированное основание служит для возведения следующих построек:

• коттеджей;
• малоэтажных домиков;
• зданий, имеющих полуподвальные комнаты.

На свайном фундаменте с ростверком строительство выполняется нетяжелыми материалами:

• деревом;
• пеноблоком;
• газобетоном;
• керамическими блоками;
• разнообразными каркасными панелями.

Винтовые сваи можно закрутить своим руками

Можно создать винтовой фундамент своими руками и из буронабивных свай.

Процесс можно осуществить, используя лишь ручные инструменты.

Это объясняет популярность этих видов опор в индивидуальном строительстве.

Данное комбинированное основание строится быстрее простого ленточного, меньше его по затратам приблизительно на 30%. При этом не требуется выкапывать глубокие траншеи и применять сложную технику, но перед началом строительства в любом случае требуется производить расчеты.

Что такое свайный фундамент ростверкового типа

Такой фундамент представляет собой конструкцию из свай, заглубленных в грунт ниже глубины промерзания почвы, и соединенных вверху при помощи металлической или бетонной ленты (ростверка). Опоры могут быть объединены одной общей плитой, расположенной на уровне грунта или чуть выше. Конструкция, возведенная по всем правилам, отличается надежностью и имеет длительный срок службы – несколько десятков лет.

Бетонный ростверкИсточник domsdelat.ru

Здесь наглядно видно, что такое ростверк фундамента – это вся верхняя часть любого свайного фундамента, которая еще называется «оголовок». Задача ростверка – равномерно распределять нагрузку от несущих элементов конструкции на сваи и, соответственно, на грунт.

Существуют несколько типов ростверка:

Сборный. Состоит из отдельных элементов, которые представляют собой конструкцию из трех свай, армированных сварным каркасом. Чтобы их установить, потребуется кран.

Сборный ростверк из балокИсточник orchardo.ru

Монолитный железобетонный. Представляет собой цельную плиту или ленту. Заливается непосредственно на стройплощадке.

Монолитно-литой железобетонный ростверкИсточник 24stroim-dom.by

Сборно-монолитный. Промежуточный вариант, изготавливаемый из сборных частей, которые в свою очередь собираются в заводских условиях, а на месте уже замоноличиваются посредством замков и шпоночных соединений.

Ленточный фундамент

Если говорить об основании данного типа, то сначала желательно понять что такое ленточный фундамент и что он собой представляет.

Такой фундамент устраивают как для деревянных, так и для монолитных построек. Возведения основания представляет собой предварительные земляные работы, во время которых выкапывается траншея под основание необходимого размера. Далее устраивается в обязательном порядке подушка гидроизоляции, для того чтобы предотвратить размывание почвы грунтовыми водами. Следующим этапом устанавливается опалубка, закладывается металлический скелет и заливается бетонный раствор.

Основание может быть заглублено как мелко, так и глубоко. На выбор этой величины оказывает влияние, прежде всего тип почвы, нагрузки от будущей постройки.

Монтаж основания своими руками

Одно из преимуществ буронабивной технологии – возможность закладки свайного фундамента своими руками. При этом частный застройщик должен следовать установленным правилам строительства в проектировании и монтаже.

Проектирование

Согласно своду правил 24.13330, перед проектированием свайного фундамента необходимо провести исследование гидрогеологических особенностей участка, чтобы определить в конечном результате глубину расположения несущего пласта и рассчитать максимально допустимый вес, который способен вынести грунт без угрозы для целостности сооружения.

Упрощенная методика расчета буронабивного основания сводится к вычислению:

• сборной нагрузки от всех конструкций (стен, перекрытий, облицовки, кровли, пристроек), мебели, людей, а также нагрузок от ветра и снега;
• грузоподъемности одного силового элемента в зависимости от параметров сваи – длины, диаметра и т.д.

Пошаговая инструкция монтажа

Общий алгоритм фундаментных работ выглядит следующим образом:

1. Подготавливают участок к строительству: убирают строительный мусор, выравнивают поверхность, снимают плодородный слой почвы.
2. Подготовленную площадку размечают по проектной схеме с нанесением периметра сооружения и точек для бурения скважин.
3. В установленных местах разделывают скважины на проектную глубину.
4. Дно шурфов устилают утрамбованным слоем песка для увеличения несущей способности фундамента.
5. Если предусмотрено технологией, расширяют пяту с помощью специальной кирки. В этом случае подложку из песка делать нет необходимости.
6. Стенки скважин укрепляют бентонитовым раствором или обсадной трубой (пластиковой, из рубероида и т.п.).
7. Внутрь шурфов помещают смонтированные арматурные каркасы таким образом, чтобы над поверхностью оставались торчащие пруты для связки с ростверком.
8. Бетонируют скважины раствором, протыкая смесь арматурой для удаления пузырьков воздуха.
9. Переходят к обвязке, строительству ростверка или монолитной плиты.

Установка ростверка

Ленточный ростверк представляет собой плитную или монолитную конструкцию, которая нижней плоскостью опирается на поверхность буронабивных опор.

Ростверк может быть заглубленным, лежать на поверхности земли или нависать над участком. Последний случай рекомендован большинством строителей, поскольку конструкция защищена от давления почвы в зимний период в результате действия сил морозного пучения.

Порядок строительства:

• разметка участка, устройство шурфов, монтаж армокаркаса, бетонирование свай;
• строительство опалубки для ленточного ростверка;
• гидроизоляция внутреннего пространства опалубки гидрофобным материалом;
• монтаж и установка армирующего каркаса для ростверка;
• бетонирование ростверка.

Конструкция с нависающим ростверком усложняется за счет установки подпорок под нижнюю плоскость опалубки из досок, металлических профилей, кирпичей и т.д.

Установка монолитной плиты

Строительство монолитной плиты на буронабивных сваях дает значительный запас прочности фундаменту, который понадобится, если в процессе эксплуатации собственник решит достроить этаж, мансарду, усложнить кровлю и добавить прочие нагрузки на площадь основания.

Порядок монтажа:

• разметка участка;
• бурение скважин;
• устройство обсадной трубы;
• монтаж армирующего каркаса;
• бетонирование шурфа;
• устройство подушки из нерудных материалов под монолитную плиту;
• строительство опалубки по периметру плиты;
• гидроизоляция рулонным материалом;
• монтаж армокаркаса, закладка коммуникационных линий;
• связка арматуры буронабивных опор и будущей монолитной плиты;
• заливка рабочего пространства раствором уход за бетоном.

На участках с низкой несущей способностью, а также при строительстве сооружений, которые оказывают неравномерные нагрузки на опорную площадь основания, оправдана закладка монолитной ребристой плиты на буронабивных опорах.

Ребра жесткости в данном случае представляют собой фрагменты мелкозаглубленной ленты под несущими стенами сооружения, которые вместе со сваями являются опорой для монолита.

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.

Что дает использование свайно-ленточного фундамента

По названию схемы становится понятным, что в одной конструкции объединяются две совершенно разные системы – свайная и классическая ленточная, чаще всего в виде упрощенной мелкозаглубленной бетонной ленты. Затраты на строительство таких систем заметно выше в сравнении с лентой или сваями, но благодаря особенностям устройства свайно ленточного фундамента можно добиться более высоких качественных характеристик основания будущего дома:

• Применение свай позволяет существенно снизить чувствительность ленточного фундамента к пучению грунтов. Если почва чрезмерно перенасыщена влагой, свайно-ленточная схема позволит перенести большую часть веса коробки здания на более жесткие слои грунта на глубине 1,5-2 м;
• Бетонный ленточный ростверк на свайном фундаменте увеличивает в разы жесткость основания, поэтому на свайно-ленточной конструкции можно легко строить дома из облегченных материалов, например, пеноблока, газобетона, арболита;
• Наличие у свайно-ленточной системы «моста», соединяющего отдельные сваи, не означает, что такой вариант подойдет для зданий любого веса. Чаще всего фундамент получается относительно дешевым и достаточно жестким, чтобы выдержать вес каркасного или бревенчатого здания, высотой не более двух этажей.

В некоторых случаях, например, на плывунах, песчаных и суглинистых грунтах со слабой несущей способностью, да еще в придачу с уклоном и высоким уровнем верховодных вод, строительство свайно ленточного фундамента, по сути, является наиболее оптимальным по прочности и стоимости обустройства базы под коробку здания.

Кроме того, для фундамента на основе бетонных свай нужно будет сделать достаточно серьезный расчет и проверку несущей способности грунта, а забивку железобетонных опор, в отличие от свайно–ленточного варианта, выполняют дизельным молотом. Понятно, что сделать эту часть работы своими руками практически невозможно, тем более что аренда оборудования и сами сваи обойдутся в половину стоимости всего свайно–ленточного фундамента.

Разновидности конструкций свайно-ленточного фундамента

Такая подошва может выполняться в двух вариантах: лента на буронабивных и на винтовых сваях. Винтовая свая – это, по сути, гигантский шуруп, ввинчивающийся в грунт, выполненный в виде металлической трубы, имеющей лопасти винтовой резьбы. За счет этой резьбы происходит увеличение опорной площади и жесткости крепления в грунте. Вкручивается в землю такая свая вручную или при помощи специальной техники. Перед монтажом сваи нужно тщательно прокрасить для продления срока их службы.

Обустройство ленточной подошвы с буронабивными сваями требует наличия пробуренных скважин. При твердом, не осыпающемся грунте, бетонный раствор заливают прямо в скважину. А при пробуренной скважине в сыпучей почве или в грунте с повышенной влажностью, требуется произвести ее обсадку. Для этого берется труба (картонная, стальная или асбестоцементная), которая, также, сыграет роль гидроизоляции. Эту трубу вставляют в скважину и заливают бетоном. Данный вид основания более всего приемлем для самостоятельного строительства (см. Буронабивные сваи своими руками).

Свайно-ленточное основание может быть как мелкозаглубленным, так и вовсе незаглубленным. Первый вариант применяется для строений из древесины, имеющих 2 и более этажей в случае непучинистого грунта на участке. А второй – подходит для строительства бани либо ограждения участка. При пучинистых грунтах ленточный фундамент выполняется над грунтом, выше нулевой отметки, в виде свайного основания с монолитным ростверком, который, объединяя сваи, равномерно распределяет общую нагрузку на них и на грунт.