Свайный фундамент для дома из бруса

Фундаменты

Любой дом начинается с фундамента. А строительство любого фундамента начинается с выбора самого подходящего типа. Существует много видов оснований: ленточный, плитный, опорно-блочный. У каждого есть свои плюсы и минусы. Но что самое главное — они очень сильно различаются по бюджету. Но у брусовых домов есть важное преимущество, они относительно лёгкие. Это позволяет отказаться от использования сложных (и дорогих!) монолитных бетонных фундаментов. В таких условиях самым рациональным выбором остаётся свайный. Он обеспечивает все необходимые характеристики при доступной цене. Приятным бонусом является то, что сваям не нужно ждать усадки — дом можно строить сразу после монтажа фундамента. Расскажем об этом типе основания поподробнее.

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент представляет собой систему точечных опор, погруженных в грунт на определенную глубину до контакта с твердыми слоями.

Длина вертикальных элементов может составлять значительные величины, зависящие от глубины залегания устойчивых грунтов и нередко превышает высоту надземной части постройки.

Верхняя часть опор жестко соединяется в единую систему, что позволяет распределять нагрузку по всем сваям и получать наиболее эффективный режим работы основания. Обвязка называется ростверк, она предназначена для приема и передачи нагрузок опорным стержням.

По принципу действия работа ростверка во многом напоминает функции ленточного основания, но разница между ними в том, что лента опирается на подготовленную поверхность грунта по всей длине, а обвязка устанавливается на верхние точки свай.

Это отличие выдвигает особые требования к жесткости и прочности балок ростверка, пролеты которого работают только за счет собственной жесткости и прочности стен.

Можно ли строить дом на сваях?

Можно ли использовать свайный фундамент для постройки жилого дома? Надо сказать, что встречаются некоторые строители, которые категорически не советуют этого делать, отдавая предпочтение ленточной, столбчатой или плитной основе под дом. Такие мастера считают, что сваи больше подходят для хозяйственных построек или легких дачных домиков.

Однако, нужно напомнить, что существуют целые города, дома которых установлены исключительно на сваях, и стоят они не одно десятилетие. Практика использование таких фундаментов доказала, что они вполне могут служить надежной основой даже для массивных домов.

Кстати, с помощью винтовых свай можно сделать не только фундамент или подъем/перенос дома, но также полную замену фундамента или его частичную реконструкцию!

Конечно же, вряд ли будет разумно в условиях нашего климата громоздить двухэтажный каменный особняк на свайный фундамент, хотя и это, наверное, не является совсем уж невозможным делом. И все же в частном строительстве обычно его выбирают для деревянных или каркасных построек с крышей, покрытой легким кровельным материалом.

Нередко, в силу пересеченности рельефа или других особенностей местности, свайный фундамент становится единственным приемлемым решением

В некоторых случаях свайные фундаменты являются и вообще единственной возможностью возвести на участке дом, например, если строительство намечается на участке сильнопересеченной или постоянно заливаемой весенним паводком местности.

Винтовые опоры на первых порах использовались для обустройства причалов, но затем сфера их применения стала расширяться. Так, например, именно винтовые сваи были применены в качестве фундамента при постройке маяка, который возведен в Великобритании на нестабильном грунте Темзы.

С начала XX века строительство на свайных фундаментах приобрело «второе дыхание». Этому способствовало появление новой техники для точного и глубокого вбивания свай, что значительно ускоряло работу по возведению оснований для дальнейшего возведения зданий. В 50-х годах началось активное использование механического оборудования для ввинчивания свай, что дало еще один толчок такой сфере строительства, как промышленного, так и индивидуального.

Очень широко этот способ обустройства фундаментов стал применяться в военном строительстве, так как путем комплексных исследований было доказано, что такие конструкции надежны, долговечны и подходят для применения на многолетнемерзлых, пучинистых и обводненных грунтах – одним словом, ограничений по их использованию практически не существует.

Первой отечественной научной разработкой, официально принятой в качестве стандарта для строительных работ, стал подготовленный в 1955 году на основе многолетних экспериментов труд – ТУВС-55 («Технические указания по проектированию и устройству фундаментов, опор мостов на винтовых сваях»). Многие его положения перетекли и в современные строительные нормы и правила.

Виды свайных фундаментов

Классификация опор и возведённых с их помощью фундаментов проводится по различным признакам. По типу материала, использованного для их изготовления, различают сваи: деревянные; бетонные и железобетонные; металлические; комбинированные. Наиболее надёжными считаются конструкции, состоящие из комбинированных опор. Они дольше всех сохраняют свои первичные эксплуатационные характеристики. Наименьшей прочностью и долговечностью обладают деревянные сваи. Большая их часть изготавливается из древесины хвойных пород. Металлические винтовые опоры изготавливаются из чёрного металла. Перед установкой в грунт поверхность деревянных и металлических свай обрабатывается специальными средствами.

По несущим нагрузкам различают сваи:

• Стойки. Полностью передают грунту нагрузку строения.
• Висячие сваи. Нагрузка передаётся боковыми гранями.

По способу погружения опор в грунт фундаменты подразделяются на:

• забивные;
• буроопускные;
• винтовые;
• буронабивные;
• комбинированные.

Интересно! Свайные фундаменты способны выдерживать сейсмические нагрузки до 7 баллов. Для их устройства используют не только опоры, произведённые в заводских условиях. Буронабивные стержни заливаются бетоном на месте устройства основания.

Забивные фундаменты

Забивная технология применяется при строительстве многоэтажных строений. Для монтажа их конструкций используют стержни, изготовленные из железобетона. В малоэтажном строительстве допускается применение по этой технологии строительства деревянных и металлических опор. Чаще всего, они имеют квадратное сечение с размером сторон от 150 до 500 мм. Стандартные длины опор находятся в пределах от 3 до 25 м. Их нижний конец заостряют. Это значительно упрощает процесс забивания свай в грунт.

Верхнюю часть опор оснащают оголовком. Он принимает удар молота при забивании изделий и защищает их от деформации. Выбор свай зависит от свойств грунта и конструкции возводимого здания. Их погружение в грунт проводят до упора в твёрдый земляной пласт. Это обеспечивает прочность конструкции и не позволяет основанию строений «поплыть».

Достоинства и недостатки забивных фундаментов зависят от вида используемых для устройства конструкции свай. Среди общих для всех типов опор достоинств:

• высокая прочность конструкции;
• отсутствие необходимости в предварительной подготовке строительного участка;
• возможность монтажа на затопляемых территориях.

При возведении свайного фундамента грунт не разрыхляется, а утрамбовывается. Среди основных недостатков забивных конструкций:

• недостаточная надёжность при устройстве на набухающих и просадочных почвах;
• неравномерная усадка на грунтах с различной плотностью.

Буроопускные свайные фундаменты

Технология применяется для возведения конструкций на пластично-мёрзлой и твёрдомёрзлой почве. Работы по монтажу основания ведутся при температуре не ниже 0,5°C. Технология проведения работ предусматривает установку стержней в предварительно пробуренные скважины. Их диаметр должен превышать сечение свай на 50-100 мм. Бурение грунта производится специальной техникой.

Важно! Диаметр бура должен быть больше ширины опоры не менее, чем на 10 см. После установки стержня в скважину имеющиеся в ней пустоты заполняются связующими растворами. Они повышают устойчивость конструкции.

Свайно-винтовые фундаменты

Технологию используют при возведении лёгких и средних построек на всех видах грунта. На часто затопляемых территориях это единственно возможный способ строительства домов. Монтаж винтовых оснований под строения различного типа был придуман в XIX веке. Он широко используется при возведении причалов и домов на воде.

Вести строительство по винтовой технологии можно в любое время года. Для монтажа конструкции используют металлические сваи с различным количеством лопастей. Для их погружения в грунт не требуется привлечения специальной техники. Сваи ввинчиваются в землю вручную. Основные достоинства технологии — быстрота монтажа и минимальные затраты на устройство основания.

Буронабивные сваи

Буронабивная технология применяется при возведении тяжёлых строений на слабых грунтах. При забивке свай таким методом не оказывается вибрационное воздействие на рядом стоящие строения. Возводить объекты по буронабивной технологии можно и на территории со сложным рельефом. Требования к таким типам оснований определены в Своде правил СП 50-102-2003. Возведение фундаментов производится с помощью:

• шнека с полостью для подачи бетона в скважину;
• обсадной трубы с вибропогружателем.

Сваи для фундамента заливаются бетоном непосредственно в подготовленные для них скважинах. Применять технологию можно на полых грунтах. Перед заливкой бетона в скважину, в ней делается армирование и проводится укрепление её стенок от обсыпания земли. Буронабивная технология устройства свайных оснований считается самой сложной.

Материалы для изготовления свай

Деревянные

Опоры для свайного фундамента нередко производят из древесины. Обычно для этого применяются такие породы, как ель и сосна. Чуть реже встречаются дорогие варианты из лиственницы, дуба и кедра.

Нужно учитывать, что деревянные сваи хоть и являются податливыми и легко устанавливаются, но допустимы только в том случае, если речь идет о строении небольшого веса. Например, это могут быть разного рода хозяйственные постройки или дома из дерева. Главным преимуществом древесины для фундамента является то, что она легко поддается обработке. Кроме того, подобный материал во многих регионах считается доступным и по цене, и по распространенности.

Однако фундаментные сваи из этого экологически чистого материала имеют и серьезные недостатки. Например, они не могут похвастаться хорошими прочностными характеристиками, из-за чего их нельзя использовать при возведении крупных жилых строений. Также дерево подвержено гниению, даже если его обработать защитным средством. Из-за этих минусов деревянные сваи сегодня применяются очень редко.

Деревянная свая должна иметь диаметр не меньше 180 мм. Максимальная длина цельностволовых деталей обычно не превышает отметки в 16 м. Если же при возведении фундамента требуется более длинный элемент, то специально сращивается несколько стволов. В результате свая становится длиннее и может достигать 25 м.

Стальные

Стальные сваи могут иметь различную конфигурацию. Чаще всего встречаются элементы, представляющие собой цельнотянутую трубку, которая имеет стенки с толщиной 8-12 мм. Также могут применяться и опоры особого коробчатого сечения. Подобные детали производятся из двутавра.

Чтобы увеличить несущую способность, стальные сваи после проведения монтажных работ зачастую заливают бетонным раствором. Благодаря этому данные детали становятся более устойчивыми и надежными.

Из стали создаются и особые винтовые сваи. Эти изделия являются довольно популярными в настоящее время, так как легко устанавливаются и служат много лет. Винтовые сваи внешне напоминают большие сверла или простые трубы со шнековой навивкой.

Стальные сваи, отличающиеся большим диаметром, завинчивают при помощи специального оборудования, такого как кабестаны. Однако опорные элементы с диаметром в 100 мм можно поставить на свое место без привлечения сложной техники. С этим могут справиться два человека, используя ворот.

Фундаменты, собранные из стальных свай, по праву признаны одними из самых крепких и долговечных. Такие конструкции не подвержены деформации. Однако стоят они дорого, а с течением времени подвергаются образованию ржавчины, которая негативно сказывается на качестве стали.

Железобетонные

Железобетонные разновидности фундаментных свай сегодня являются самыми распространенными и востребованными. Подобные детали признаны наиболее практичными, если рассматривать их с точки зрения частного строительства. Это объясняется тем, что из железобетона можно изготовить опору практически любого требуемого диметра прямо в грунте, не используя сложное специализированное оборудование.

Железобетонные сваи можно приобрести и в уже готовом виде. В таком случае они, как правило, имеют квадратное либо прямоугольное сечение. Сегодня также встречаются и винтовые опоры из железобетона.

По ходу завинчивания в такие детали ставится прочный металлический сердечник, который в завершении монтажных работ вынимается для завинчивания в остальные поры.

Бетонные сваи бывают полыми и сплошными.

Преимущества и недостатки свайного фундамента

Фундамент является важнейшим элементом любого капитального строительства. Поэтому при выборе его вида следует внимательно рассмотреть все плюсы и минусы, чтобы принять взвешенное решение.

Преимущества свайного фундамента:

• Простота монтажа. При установке свайного основания отсутствуют трудоемкие процессы, которые связанные с грунтовыми работами или заливкой железобетонных конструкций.
• Не требуются предварительные работы. Перед монтажом свай не требуется специальной подготовки участка, например, утрамбовывать или выравнивать грунт.
• Низкая стоимость. Возведение такого основания обойдется ощутимо дешевле классического бетонного основания.
• Универсальность. Можно использовать на почвах любого типа, подтопленной грунте и в регионах со сложным климатом.
• Быстрый монтаж в любых условиях. Устанавливать сваи можно в любое время года, вне зависимости от температуры воздуха и наличия атмосферных осадков. Монтаж занимает минимум времени, после чего можно сразу же приступать к строительству дома.
• Отличные характеристики. При грамотных расчетах и соблюдении технологии монтажа, свайный фундамент отличается прочностью, длительным сроком службы и надежностью.

Несмотря на явные преимущества такого основание, оно обладает и некоторыми недостатками. К ним относится:

• Невозможность использования для скальных пород. К тому же большое количество камней в почве также может усложнить забивания свай.
• Подходит для легких домов небольшой этажности. Именно поэтому такое основание приобрело популярность в каркасном строительстве.
• Коррозия металла. При забивании сваи могут повредиться, что снижает срок службы основания.

Этапы строительства свайного фундамента

Перед монтажом фундамента на винтовых сваях проводятся предварительные расчеты, геологическая экспертиза или пробное бурение. Порядок устройства свайного фундамента:

1. Подготовительные работы. После осмотра участка и определения типа грунта рассчитывается глубина бурения, подбираются размеры опор: диаметр, длина, ширина лопасти.
2. Разметка строительной площадки. Намечают контур фундамента, точки ввинчивания базовых и второстепенных опор.
3. Монтажные работы. По отметкам стержни завинчивают на расчетную глубину. Установка стержней возможна вручную и механическим способом.
4. Обрезка. Выступающие части обрезают болгаркой, отметив уровень лазерным нивелиром.
5. Бетонирование. Заполнение труб бетоном исключает образование конденсата на внутренних стенках, попадание воздуха, влаги. Эта технология позволяет исключить коррозию металла, увеличивает устойчивость опоры.
6. Монтаж оголовков. На верхнюю часть стальных стержней приваривают оголовки из того же металла. Они выполняют роль опорных площадок для обвязки.
7. Обвязка фундамента. Для укрепления конструкции стержни по периметру соединяют при помощи деревянного бруса, металлических балок или железобетонного ростверка. Выбор типа силового каркаса подбирается с учетом нагрузки на основание, материала стен.

Долговечность свайного фундамента зависит от вида антикоррозионного покрытия, толщины стенки трубы, состава и степени агрессивности почвы. Средний срок эксплуатации оцинкованных свай составляет 80 лет, опоры из нержавеющих марок стали прослужат 100-120 лет.