Свайный фундамент своими руками

Свайные фундаменты классифицируют по конструкции и материалу свай, а также способу их заглубления в грунт. Сами сваи бывают металлические, железобетонные или деревянные (последний материал в странах СНГ не используют). При установке их ввинчивают в грунт, заливают или забивают специальной сваебойной машиной. От выбранной технологии зависит, каким свайный фундамент для дома будет по прочности и надежности. Рассмотрим подробнее типы конструкций.

Свайно-винтовой фундамент

Максимка Воронцов, Wikimedia Commons

Винтовые сваи — это металлические конструкции, состоящие из трубы-основания и заостренного наконечника с винтовыми лопастями. Как правило, для них используются стальные трубы Ø 57-133 мм. При выборе типоразмера трубы учитывается требуемая несущая способность сваи, шаг установки, тип грунта на участке.

Винтовые лопасти привариваются к металлическому наконечнику по спирали, обычно их не более трех. Размер и толщину лопасти рассчитывают, исходя из планируемой нагрузки, ведь в процессе эксплуатации они будут воспринимать нагрузку от самих свай, здания и его содержимого.

Лопасти должны быть достаточно большими и прочными, чтобы не дать свае просесть в грунт глубже проектного уровня. Оптимальная ширина лопастей 100 – 150 мм. При меньшем размере лопасть не остановит вертикальное движение сваи, она может просесть, в результате дом поведет. При большей ширине лопасти увеличивается длина сварного шва, а это самое уязвимое место конструкции.

Свайно-винтовой фундамент считается самым бюджетным и простым в установке. Его устанавливают без использования специализированных монтажных установок, просто вкручивая в землю.

В саморезных сваях них лопасти заменены на многовитковую спираль, нарезанную на конусной части наконечника. При монтаже свая-саморез уплотняет грунт, исключается разрыхление почвы. Ввинчивать такие опоры легче, поэтому процесс монтажа проходит быстрее.

Перечень материалов для монтажа свайно-винтового фундамента

Для установки свайно-винтового фундамента своими руками понадобятся:

• Подходящие по типоразмеру сваи заводского исполнения.
• Оголовки (надземная часть свай, на которую укладывается ростверк).
• Материалы для двух рычагов: металлические ломы, отрезы труб и т.д.
• Сварочный аппарат, электроды.
• Строительный инструмент для разметки и монтажа: рулетка, веревка, нивелир, болгарка.
• Битумная мастика.

Если грунт позволяет, можно ввинчивать сваи вручную. Также иногда используют специальные механизмы для вкручивания. Для такой работы потребуется 2-3 человека.

Порядок монтажных работ 

Алгоритм действий при установке свай следующий:

1. Подготовка участка — нужно убрать побеги деревьев, кустарник, выкосить высокую траву.
2. Разметка будущего расположения свай фундамента по проекту (с учетом шага установки и рельефа участка).
3. Ввинчивание опор в подготовленные заранее небольшие приямки. Предварительно выкапывать ямы ни в коем случае нельзя, сваи нужно именно вкручивать.
4. Выравнивание вкрученных свай до одного уровня. Для этого между сваями по уровню натягивают веревку, а затем срезают болгаркой все выступающие над ней участки опор.
5. Приваривание оголовков сверху на сваи. Иногда для усиления опор предварительно в них засыпают песок. Заливать бетон для этих целей не самое удачное решение, так как он подвержен температурным расширениям и может привести к разрыву сварных швов на трубах при сильных морозах.
6. Если необходимо — усиление фундамента металлическим швеллером. Такой прием позволяет снизить горизонтальные нагрузки на сваи, повышает жесткость конструкции, ее устойчивость к сильным ветрам.

Далее выполняется обвязка свайного фундамента и монтаж чернового пола.

Свайный буронабивной фундамент

Буронабивной фундамент делают из железобетонных свай, которые производят непосредственно на участке строительства. В отличие от других видов свайных оснований, здесь выполняется бетонирование.

На участке по проектной разметке бурят скважины, которые затем армируют и заливают бетоном. После застывания получаются готовые сваи, а сверху на них монтируют ростверк — при этой технологии он обязателен.

Буронабивной свайный фундамент с ростверком используют в таких ситуациях:

• В стесненных условиях, когда невозможно подогнать копер для забивания свай.
• Если на участке нельзя производить вибрационные работы — например, рядом находится ветхое строение.
• При усилении существующего свайно-винтового основания — дополнительные опоры делают именно буронабивными.

Этот вариант фундамента достаточно трудоемкий, а его монтаж занимает много времени. Для заполнения скважин бетоном рекомендуется использовать глубинные вибраторы, чтобы не допустить образование пустот, уменьшающих прочность готовой конструкции.

Подготовку скважин под буронабивные сваи делают несколькими способами. Самый простой вариант — пробурить ручным шнеком. Затем установить в нее металлическую трубу диаметром до 200 мм (она будет каркасом для раствора), погрузить внутрь арматуру, а после залить раствор.

При автоматизации процесса трубу заглубляют в скважину с помощью вибромашины, а раствор подают по технологии непрерывного шнека. Каркас также погружается в раствор автоматически, вибропогружателем. Выполненный таким образом фундамент называют буроинъекционным, он получается очень прочным. Глубина буронабивных свай обычно на 200 мм больше глубины промерзания грунта на участке.

Свайный железобетонный фундамент

bboriss.67, Freepik

Как и в предыдущем варианте, для устройства фундамента используются железобетонные сваи, однако производятся они в заводских условиях. Внешне они напоминают обычные железобетонные опоры, используемые для прокладки надземных электрических сетей. Однако сваи гораздо крепче, требования по прочности к ним закреплены в ГОСТ 19804-2012. Их делают с заостренным или тупым концом. Длина сваи составляет 3-10 м.

Благодаря высокой прочности сваи выдерживают такой агрессивный метод монтажа. Готовый свайно-забивной фундамент отличается высокой прочностью и долговечностью. Его расчетный срок службы составляет 100-120 лет, как у монолитных бетонных оснований. При этом свайный фундамент обходится значительно дешевле. Кроме того, монтаж свайного фундамента из железобетонных свай проходит очень быстро: основание под жилой дом средних размеров можно оборудовать за один день. 

Как проверить установку сваи

decorexpro.com

Надежность будущего фундамента можно проверить, если выполнить пробную установку свай. Для получения корректных результатов достаточно установить 3-6 штук. Методика проверки установки свай зависит от их типа:

• Свайно-винтовой. Правильно ли встала свая можно понять в процессе ввинчивания по субъективным ощущениям. Здесь очень важен опыт, поэтому доверять тестирование нужно профессиональным бурильщикам.
• Свайный буронабивной. При этой технологии полевые испытания невозможны. Для проверки качества свай проводят лабораторные исследования опытного образца бетона.
• Свайный железобетонный. В процессе забивания сваи копер фиксирует силу удара. Анализируя силу последних 10 ударов и сверяя ее с расчетными таблицами, оператор может определить реальную несущую способность фундамента. Эта информация фиксируется и подшивается в общую документацию на дом.

В первых двух случаях испытания нельзя назвать точными, так как они не отображают реальную прочность и несущую способность конструкций. Однако они могут выявить явный брак, поэтому проводить их однозначно имеет смысл.

Нужны ли свайным фундаментам гидроизоляция и утепление?

expert-dacha.pro

Гидроизоляция свайных фундаментов не выполняется. Металлические винтовые сваи покрывают водооталкивающей краской при изготовлении на заводе, дополнительная защита от грунтовых вод и осадков им не нужна. Бетонным и железобетонным сваям влага в принципе не страшна.

Утеплять фундамент имеет смысл, если он обшит по периметру — так часто делают, чтобы защитить сваи и открытую зону под домом от ветра и заметания снега. По сути, эта зона остается «уличной», ведь цоколь в домах со свайным фундаментом не отапливается. Однако утепление цоколя существенно улучшает ситуацию:

• За счет создания под домом дополнительной буферной зоны уменьшаются теплопотери здания, пол становится заметно теплее.
• Снижается риск перекоса свай из-за морозного пучения грунта — в относительно теплой зоне под зданием земля тоже не промерзает.
• Стальные конструкции при плюсовых температурах меньше разрушаются, поэтому свайно-винтовой фундамент прослужит дольше.
• Не нужно дополнительно утеплять коммуникации, если они входят в утепленный цоколь.

Как и чем закрыть свайный фундамент для утепления? Обычно по периметру делают каркас из деревянного бруса или металлопрофиля, а сверху на него крепят ЭППС — легкие панели из экструдированного пенополистирола.

Плюсы и минусы свайных фундаментов

Новоформ-проект, Wikimedia Commons

К преимуществам свайных конструкций относятся:

• Высокая скорость монтажа. Если плитный или ленточный фундамент монтируют несколько месяцев, то свайно-винтовой можно установить за 1-2 дня.
• Не требуются большие бюджеты на строительство. Железобетонный свайный фундамент выходит в 2-3 дешевле, чем плитный, при той же несущей способности. Металлические сваи еще дешевле, но они не такие прочные и применяются только для легких построек.
• Универсальность применения — свайное основание подходит для крутых склонов, оползневых и заболоченных зон, районов с плотной существующейзастройкой.
• Для свайно-винтовых и железобетонных конструкций — всесезонность строительства.
• Возможность самостоятельной установки — можно сэкономить на аренде спецтехники и оплате наемным работникам.

Есть и недостатки:

• Холодный пол — зону под зданием нужно утеплять.
• Для железобетонных свай — необходимость использования свайно-забивной техники. Обычный копер достаточно габаритный (примерно как экскаватор), но сейчас можно найти малогабаритные современные модели.

Частые ошибки при монтаже

jcomp, Freepik

Зачастую фундаменты не отвечают требованиям по надежности из-за несоблюдения технологии монтажа. Основные ошибки:

• Не проводились геологические изыскания, а расчет «на глаз» оказался неверным. Невозможно угадать, как меняется плотность породы по глубине, как высоко стоят грунтовые воды. Соответственно, можно сильно ошибиться с выбором длины сваи. При недостаточной длине фундамент не обеспечит требуемую жесткость и надежность, это чревато перекосом строения. А при излишней длине собственник дома просто переплатит за лишний материал.
• Сваи установлены не по разметке, нарушен проект. В результате нагрузка будет распределяться неравномерно, со временем дом может дать крен. Необходимо внимательно проверять места установки свай, сверяясь с проектным планом.
• Сваи установлены под углом. Максимально допустимое отклонение по вертикали — 2 градуса. Соблюдение этого требования проверяется уровнем при монтаже.

Избежать ошибок можно одним способом — внимательно выбирать подрядчиков и контролировать соблюдение технологии на всех этапах монтажа.

Сколько стоит свайный фундамент

jcomp, Freepik

Оценим примерную стоимость свай для разных типов фундамента. В таблице приведена ориентировочная цена сваи длиной 3 м сечением ~ 100-150 мм:

*не учтена стоимость материалов

Буронабивные сваи изготавливаются на месте, у них нет заводской цены, поэтому по ним можно посчитать только стоимость монтажных работ.

Из чего формируется стоимость свай

Окончательная цена сваи зависит от таких параметров:

• Размеры — диаметр трубы и размер лопастей для металлических винтовых свай, площадь сечения для железобетонных конструкций, общая длина.
• Максимальная несущая способность.
• Нужен ли монтаж оголовка.
• Откуда и как выполняется доставка изделия.

Общая стоимость фундамента также зависит от выбранного способа установки свай и условий монтажа.

Расчёт и проектирование

Чтобы исключить ошибки перед монтажом фундамента рассчитывают свайное поле. На этом этапе определяют типоразмер свай, шаг и места их установки, глубину погружения. Расчет выполняют проектировщики, опираясь на результаты геологических изысканий и в соответствие с действующими нормативами.

Что учитывается при расчете фундамента

Один из начальных этапов расчета — сбор нагрузок. Здесь учитывают:

• Вес самого строения — рассчитывается в проекте на дом.
• Общая, жилая нагрузка — кроме веса дома нужно учесть вес дверей, мебели, сантехнических приборов, проживающих в доме людей.
• Ветровая и снеговая нагрузки — определяется по розе ветров, климатологическим картам.

Как рассчитать количество свай

Все собранные на дом нагрузки суммируют, умножают полученный результат на коэффициент прочности 1,1-1,3 и дальше в расчетах используют общий показатель нагрузки.

Общую нагрузку делят на несущую способность выбранных в проекте свай и таким образом находят требуемое количество опор.

Проектировщик определяет место установки свай с учетом конструктивных особенностей здания (площадь, этажность, конфигурация, расположение несущих стен). Шаг установки опор обычно принимают 2-3 м.