Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Строительство домов из бруса на свайно-винтовом фундаменте

Нормативы и типы устройства силовой конструкции

Технология армирования предполагает использование трех основных методик:

  1. Монтаж армирующего каркаса продольного типа.
  2. Продольно-поперечно армирование.
  3. Армирование по методу предварительного напряжения.

Принципы устройства силовой конструкции описаны в таких нормативных документах:

  • сварные арматурные изделия для ж/б конструкций – ГОСТ 10922-90, ГОСТ 19804.4-78 и ГОСТ 19804.2-79;
  • вычисления необходимого расстояния между элементами арматурного каркаса – СП 63.13330.2018;
  • требования к качеству металлопроката для армирования свай – в вышеуказанном СП 63.13330, ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884;
  • испытание ж/б конструкций на образование трещин – ГОСТ 19804.0.

Продольного типа

По технологии арматура располагают параллельно друг к другу без горизонтальных перемычек. Для свай с сечением 200х200 и 300х300 мм используют 4 прута, а для опорных элементов 350х350 и 400х400 мм – 8 стержней.

Такие силовые конструкции обходятся дешевле, но они характеризуются слабым сопротивлением относительно растягивающих и сгибающих нагрузок. Эта особенность ограничивает сферу применения фундамента, исключая строительство гидротехнических сооружений.

Продольно-поперечного вида

Сварная конструкция такого типа состоит из продольных прутьев с приваренной арматурной сеткой или горизонтальными перемычками. По краям каркаса шаг между поперечными элементами составляет 100 мм, в средней части – 200 или 300 мм, если глубина опорной подошвы больше 13 м.

Опоры с армокаркасом продольно-поперечного типа выгодно отличаются устойчивостью к различным нагрузкам в процессе службы, а также свободно переносят столкновения с крупнообломочными породами.

Это расширяет сферу применения свайных фундаментов для строительства сооружений жилищного и промышленного назначения на:

  • высокоплотных глинистых,
  • песчаных,
  • вечномерзлых грунтах,
  • а также на участках с каменистыми включениями.

Помимо наземных сооружений, сваи с продольно-поперечным армированием подходят для возведения:

  • дамб,
  • мостов,
  • причалов.

Метод предварительного напряжения

При изготовлении свай в металлическую форму помещают аромокаркас и растягивают его с помощью гидравлических домкратов. Одновременно на прутья оказывают воздействие энергией СВЧ-поля для уменьшения плотности стали. После этого опалубку заполняют раствором.

Когда бетон схватывается, натяжение ослабляют и прутья сжимаются до первоначального состояния. При этом сжимающие силы воздействуют на бетон, в результате чего он приобретает максимальную плотность.

Ростверк для свайного фундамента

При различных разновидностях свайного фундамента могут применяться ростверки – конструкция в виде рамы, которая распределяет нагрузки дома по всем сваям. Свайно ростверковый фундамент может быть ленточным и плитным. Первый вариант напоминает обычный ленточный фундамент, т.е. укладывается вдоль несущих стен здания. Представляет собой балки, которыми соединены все сваи. Плитные ростверки выполняются в виде плоской плиты на всю площадь дома. Они используются в тех случаях, когда сваи распложены также по всей площади здания.

В зависимости от конструкции выделяют сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки для свайных фундаментов. Сборные представляют собой балки из швеллера или двутавра, установленные поверх свай. Сборно-монолитные оснащаются специальным замками, для их устройства используют готовые железобетонные элементы. Монолитные ростверки заливаются непосредственно на строительной площадке. Последний способ для строительства частного дома подходит лучше всего, т.к. позволяет ограничиться подручными инструментами.

Технология строительства

При строительстве свайных или свайно-ростверковых фундаментов в качестве основы используются винтовые сваи. Такой фундамент состоит из отдельно стоящих столбов (свай), расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Расчет необходимого количества свай, оптимальное расстояние между ними необходимо производить с учетом массы будущего строения.


Так выглядит построенный свайный фундамент из металла

Цена свай различна и зависит от материала изготовления. Различают винтовые, буронабивные, железобетонные, трубобетонные, шпунтовые, деревянные сваи.

Иногда целесообразно применение деревянных свай. В основном их используют в слабых грунтах при незначительной давящей нагрузке. При этом используются бревна хвойных пород, может быть также использован и брус.

Нижний конец бревна заостряют и, обернув листовым металлом, погружают в грунт. Бревно устанавливают с помощью вибропогружателя или различных молотов.

Винтовая свая – это труба, на конце которой имеется заостренный наконечник, вкручивающийся в землю и лопасти на другом конце.

Разновидности свай:

  • одно, двух и более лопастные;
  • с повышенной несущей способностью;
  • для вечной мерзлоты;
  • специальные, для очень плотного грунта, в виде шурупов;
  • со сварными или литыми наконечниками и лопастями.

Диаметры свай: 57 мм, 76 мм, 89 мм, 108 мм, 133 мм, 159 мм, 219 мм, 325 мм.

Двухэтажный особняк или кирпичный дом на винтовых сваях построить не получиться, так как это очень тяжеловесное сооружение и свайная конструкция может не выдержать большой нагрузки.


Проект двухэтажного дома из дерева на свайном фундаменте

Для этого типа фундамента хорошо подойдут каркасные и щитовые дома, ведь они не бояться колебаний грунта и подстраиваются под них. Но срок службы каркасного дома относительно большой. А вот сваи, находящиеся под землей, за это время придут в негодность, и дом окажется стоящим просто на земле.

Конечно, при начавшейся деформации фундамента сваи можно убрать и установить новые или заменить деформированную их часть. Но это влечет за собой новые денежные затраты, поиск необходимой техники и потребует времени и внимания.

Бурение ям под столбы


Яму можно копать просто лопатой, а можно использовать садовый бур нужного диаметра

Следующий этап работ при возведении деревянного фундамента является копка ям под опоры. Яму можно копать просто лопатой, а можно использовать садовый бур нужного диаметра.

После того как ямы будут готовы, необходимо обязательно сделать прочную песчаную подушку толщиной 15-20 см. Её нужно слегка смочить и хорошо утрамбовать.

Монтаж столбчатого фундамента для гаража и преимущества

Перед монтажом стоит сделать специальный гидроизоляционный бандаж для каждого столба. Для этого используют толь или рубероид, коими и обертывают подземную часть опоры в несколько слоёв, проклеивая их битумной мастикой. В результате даже при движении грунта в горизонтальной плоскости слои почвы будут просто скользить по опорам, не причиняя им вреда.

Достоинства винтовых свай

• возможность повторного применения, обусловленная легким демонтажом без повреждений;

• отсутствие необходимости выполнения значительных объемов земляных работ;

• возможность возведения домов на подвижных и обводненных участках;

• быстрота возведения фундамента;

• начало строительства здания сразу же после устройства фундамента;

• возможность использования для сооружения различных пристроек;

• длительный срок службы, превышающий 100 лет;

• приемлемая себестоимость, которая практически втрое меньше, чем цена ленточного фундамента;

• отсутствие строительного мусора на участке;

• возможность замены или ремонта фундамента.

Благодаря оптимальному перпендикулярному расположению лопастей винтовая свая при вкручивании в грунт не разрыхляет его. Несущая способность таких стройматериалов колеблется в диапазоне 5-25 т. Для строительства выбирают сваи с литыми наконечниками. Самое лучшее защитное покрытие таких опор изготавливается на основе полиуретановой смолы. Очень надежны оцинкованные сваи, покрытые защитой снаружи и внутри.

Стоимость фундамента из винтовых опор зависит от размеров дома. Так, к примеру, конструкция площадью 6х6 м обойдется в 1-1,2 тыс. долларов, а 9х12 м – в 3-3,3 тыс.

Дома на винтовых сваях

Винтовая свая для дома представляет собой полую трубу с заостренным наконечником, имеющую винтовые лопасти.

Перед началом строительства дома на винтовых сваях необходимо разработать проект, в котором учесть все особенности этого вида основания.

При выборе опоры нужно изучить взаимосвязь между типом почвы и несущей нагрузкой сваи в зависимости от ее диаметра и длины.

Данные приведены в таблице.

Тип почвы При диаметре 76 мм При диаметре 89 мм При диаметре 108 мм При диаметре 133 мм
Глина 3,5 м 2,5 м 2,5 м 2,5 м
Суглинок 3 м 2,5 м 2,5 м 2,5 м
Торф Определяют пробным бурением Определяют пробным бурением Определяют пробным бурением Определяют пробным бурением
Песок 3 м 2,5 м 2,5 м 2,5 м

При строительстве дома на винтовых сваях необходимо правильно рассчитать количество и диаметр опор в зависимости от площади и веса постройки.

Размеры основания, м Количество опор, шт Диаметр опор, мм
10 х 10 25 89
9 х 9 16 89
8 х 8 16 89
7 х 7 16 108
6 х 6 9 108
5 х 5 9 108
4 х 4 9 108
3 х 3 4 108

Подготовительные работы

Рассмотрим, как построить дом на сваях своими руками. Винтовые сваи для строительства домов можно использовать на любом грунте, кроме скального и каменистого. Параметры опор зависят от проекта дома и несущей нагрузки. Чтобы определить месторасположения свай, необходимо зарисовать чертеж согласно проекту дома.

План строения разбивается на прямоугольники, после чего высчитывается их размер. На каждом углу прямоугольника и посередине каждой несущей стены должна находиться опора. Затем расстояние разбивают на равные промежутки, на которых тоже предусмотрена установка свай.

Разметка участка

Согласно чертежу расположения свай проводится разметка строительного участка. Места расположения опор намечаем колышками, между которыми протягиваем веревку по периметру и диагонали. Проверяем, чтобы образовались ровные прямоугольники, периметр которых располагался строго по линии.

Монтаж свай своими руками

Опора должна заходить в почву строго по уровню

Для устройства фундамента домов на винтовых сваях нужно пригласить нескольких помощников. Для выполнения полного цикла работ достаточно трех человек.

Этапы:

  1. На месте расположения каждой опоры сверлится ручным или механизированным буром отверстие глубиной 500-700 мм.
  2. В отверстие, которое находится на верхнем конце сваи, вставляется рычаг для вращения. При ввинчивании опоры через несколько витков проверяется, чтобы она входила строго по уровню. Если опоры будут установлены под наклоном, их несущая способность значительно снизится.
  3. Верхние концы свай обрезаются так, чтобы они находились в одной горизонтальной плоскости.
  4. Для большей надежности, долговечности и защиты от коррозии полые опоры заполняют цементным раствором.

Последним этапом является монтаж ростверка, служащего для равномерного распределения нагрузки от постройки.

Монтаж обвязки

Популярна обвязка из толстого бруса или металла

Вид ростверка выбирается в зависимости от материала, который будет использоваться при постройке стен. Перед установкой обвязки лучше провести коммуникации, чтобы перемычки не мешали их установке.

Для деревянного домика достаточно будет установить обвязку из толстого бруса. К голове сваи приваривается плоский металлический оголовок в форме квадрата, к которому будет крепиться брус. Затем прокладывается гидроизоляционный слой и крепится балка. Соединяются между собой деревянные элементы методом врубки и укрепляются гвоздями. Места расположения соединений должны находиться над сваей.

Для дома с мансардой устанавливаются усиленные оголовки с ребрами жесткости.

Для строительства одноэтажного дома из кирпича или пенобетона используется металлический ростверк. Двутавровая балка монтируется к голове сваи нижней частью, швеллер кладется на опору боковыми ребрами вниз.

При строительстве дома на сваях обязательно нужно придерживаться правил монтажа. При учете строго соблюдения норм и использования качественных материалов жилой дом простоит более 70 лет. При необходимости можно заменить одну или несколько опор на новые без изменения всей конструкции.

Строительство домов на винтовых сваях – общая информация

У застройщиков, возводящих строения на проблемных грунтах, пользуются популярностью винтовые опоры. Решение построить дом на сваях винтовых принимают в определенных ситуациях:

  • при расположении участка строительства на сыпучих почвах, слабых грунтах, а также влажных почвах с близким расположением грунтовых вод;
  • при значительных перепадах высот в районе строительной площадки, а также при возведении здания в условиях наклонного рельефа;
  • при недостатке финансовых ресурсов для закупки строительных материалов, предназначенных для возведения другого типа основания;
  • при необходимости осуществить строительство легкого каркасного строения или деревянного дома за ограниченное время;
  • при отсутствии финансовой возможности соорудить дренажную систему в болотистом грунте для строительства дома.

От правильно выбранного вида основания зависит надежность и срок эксплуатации постройки

Винтовые сваи для дома имеют простую конструкцию и состоят из следующих элементов:

  • стальной трубы, воспринимающей осевую нагрузку от постройки;
  • рабочего наконечника, приваренного к концу трубы.

Постройка дома на винтовых сваях производится по определенному алгоритму. Последовательность действий:

  1. Проведите исследование почвы.
  2. Разработайте проектную документацию.
  3. Определитесь с конструкцией и размерами элементов.
  4. Рассчитайте количество опорных элементов.
  5. Разметьте координаты расположения.
  6. Подготовьте материалы, инструменты и оборудование.
  7. Завинтите колонны в грунт.
  8. Обрежьте трубы по общему уровню.
  9. Приварите к трубам подпятники.
  10. Смонтируйте ростверк.
  11. Утеплите опорную конструкцию.
  12. Стройте здание согласно проекту.

Оценим особенности технологии.

Благодаря этой технологии строительство можно вести на воде и неустойчивых грунтах

Этапы возведения деревянного дома на сваях

При строительстве загородного дома важно, чтобы все оказывало положительное влияние, как на его внешний вид, так и эксплуатационные характеристики. Для возведения конструкции нужно грамотно выбрать и создать фундамент, ведь он служит основанием, определяющим надежность конструкции

Свайный фундамент – легкий, недорогой и долговечный вариант, который прослужит более ста лет.

Алгоритм возведения деревянного дома на сваях:

  • Создание проекта и подготовка документации.
  • Тщательный анализ участка и почвы.
  • Выбор свай.
  • Разметка территории и определение месторасположения свай.
  • Монтаж фундамента.
  • Установка ростверки.
  • Строительство жилья.

Не трудно догадаться, что с первыми сложностями придется столкнуться уже при создании проекта, ведь для этого нужно провести гидрогеологические и инженерно-геологические изыскания, тщательно изучить почву, определив расположение грунтовых вод и т.д. В этот же момент и выбирается тип свай, подсчитывается их необходимое количество. При проектировании необходимо учитывать:

  • Месторасположение пробуренных шурфов и дистанцию к соседним объектам.
  • Месторасположение будущего жилья и других уже существующих строений.
  • Площадь дома и нагрузки, что будут создаваться на фундамент.
  • Параметры цоколя и подвального помещения.
  • Расположение коммуникационных систем.

Расчёты

Целью расчётов является определение оптимального количества свай, которые бы обеспечили стабильное положение дома относительно грунтового основания.

Расчёт свайного фундамента из КТ состоит из нескольких этапов:

  • определение оптимального веса дома;
  • расчёт необходимой площади опоры;
  • определение характеристик грунтового основания;
  • количество и план расположения свай;
  • расчёт длины КТ.

Определение оптимального веса дома

Сбор нагрузок включает в себя вес всех конструкций строения, снеговую нагрузку на кровлю, вес будущей обстановки, технологического оборудования (системы кондиционирования, отопления, электротехнических устройств и пр.).

Также принимается во внимание максимальное количество людей могущих находиться в доме одновременно. Чтобы застраховаться от просчётов, полученный результат умножают на коэффициент надёжности (k = 1,1)

Необходимая площадь опоры

Сумму нагрузок делят на площадь дома, получая условную удельную нагрузку (кг/см2). Она должна быть меньше на 10 – 15% меньше сопротивления твёрдого грунтового основания.

Площадь дома делят на величину поперечного сечения канализационной трубы (0,02 м2), тем самым получают необходимое количество точечных опор.

Характеристики грунта

Свайный фундамент устанавливают в местах, где верхний пласт земли обладает слабой структурой (глинистые, пучинистые и болотистые почвы)

Поэтому важно опереть трубы на нижний твёрдый слой грунта

Сопротивление грунта можно узнать из вертикальной съёмки с привязкой к месту строительства. Документ хранится в отделе архитектуры и землеустройства местной администрации.

Помимо этого в данных геологоразведки указана глубина промерзания почвы и уровень грунтовых вод, что необходимо будет знать при расчёте длины сваи.

Количество и план расположения свай

Корректируя оптимальное количество свай, выдерживают соответствие удельной нагрузки сопротивлению грунта.

После этого составляют план расположения свай, соблюдая следующие условия — опоры должны устанавливаться с интервалом не более 1,5 – 1,6 м, по углам периметра здания и в местах пересечения внутренних стен.

Это делается для того, чтобы нагрузку от дома равномерно распределить по всей длине ростверка.

Длина опор

Длину опор рассчитывают, исходя из:

  • глубины промерзания почвы,
  • уровня грунтовых вод,
  • отметки нахождения твёрдого грунтового основания.

Также учитываю высоту наземной части трубы (минимум 300 мм).

Например, глубина промерзания составляет 300 мм, прочный грунт находится ниже на 100 мм, а уровень грунтовых вод ещё ниже — на глубине 1500 мм, то подземная часть сваи будет равна 700 мм. С учётом наземной высоты сваи длина КТ будет равна 1000 мм.

Обустройство фундамента: основные требования и параметры


После проведения геологических работ и подтверждения выбранного варианта свайного фундамента, необходимо учесть тип опоры После проведения геологических работ и подтверждения выбранного варианта свайного фундамента, необходимо учесть тип опоры, лучше брать за стандарт значения, приведенные в таблице ниже (значения длин даны в см):

Буронабивные сваи: технология устройства и расчет

грунт Длина сваи диаметра 76 мм Длина сваи диаметра 89 мм Длина сваи диаметра 108 мм Длина сваи диаметра 133 мм
песок 350 250 250 250
торф определяется пробным бурением до глубины залегания плотного слоя
суглинок, глина 300 250 250 250

Кроме несущей способности грунта необходимо рассчитать весовую нагрузку (общую массу) строения, для чего берутся в расчет следующие значения:

  • Этажность строения;
  • Материал, из которого выполнены несущие и промежуточные стены;
  • Наличие локальных сооружений массивного характера (бассейны, камины, печи, прочее);
  • Материал межэтажных перекрытий.

Весовая нагрузка рассчитывается вплоть до предполагаемой меблировки, если планируется ставить внушительные гарнитуры или прочие предметы обихода. После чего следует просмотреть таблицу, приведенную для примера (расчет дан на одноэтажный жилой дом размерами 10*10 м без дополнительных утяжеляющих факторов):

Тип дома Диаметр свай Количество свай
Каркасно-щитовой 108 25
Брус 100*100 108 25
Брус 100*150 108 25
Брус 150*150 108 25
Брус 200*200 133 25
Сруб 133 25

В расчет принимается также общая площадь фундамента. Зависимость количества свай от размеров фундамента велика, например, для дачного строения 3*3 потребуется всего 4 свайных элемента диаметра 89 мм, для строения 8*8 уже 16 свай диаметра 89 мм, а для дома 10*10 м 25 винтовых свай диаметром 108 мм.

Отметим, что размерный ряд свайных элементов намного шире, поэтому их легко подобрать для каждого индивидуального типа застройки. Вне зависимости от выбора диаметра, необходимо следить за прочностью и практичностью свай. Застройщики чаще всего пользуются сварными сваями с оцинковкой или литыми с наконечниками. Оцинкова предупреждает развитие коррозии и при качественном нанесении покрытия можно не проводить дополнительных гидроизолирующих процедур.

Что касается этапа работ, до обустройства дома из бруса на винтовых сваях предполагается следующий порядок возведения фундамента:

Устройство и бетонирование буронабивных свай

  1. Подготовить место для монтажа, разметить площадку;
  2. Пробурить малые отверстия для установки свай, определяясь с точками, согласно проектной документации (не забывайте о том, что фундамент делается как под несущими стенами, так и под межкомнатными перегородками);
  3. Обязательно сделать точки опоры под локальными массивными предметами, элементами.

А теперь вопрос: расстояние между винтовыми сваями, какое оно должно быть? Застройщики с опытом рекомендуют размещать винтовые опоры для каркасного дома с шагом не более 3-х метров. Но в случае необходимости под брусовой дом с большой массой или при наличии достаточного количества несущих внутренних оснований промежуток между сваями можно уменьшить до 1-1,2 метра (не меньше). Главное, чтобы свайно-винтовой фундамент не представлял собой частокол опор: подобная конструкция не будет обладать большей прочностью и устойчивостью, а вот нарушить целостность грунта и потерять все свои положительные качества сможет.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации