Мелкозаглубленный ленточный фундамент для дома своими руками

Расчет свайно-ростверкового фундамента

Расчет комбинированного основания с железобетонным ростверком состоит из двух частей:

Расчет свайного поля

Структура и принцип расчета зависит от типа используемых опор. Для винтовых опор при расчете определяется их диаметр, размер лопастей, глубина заложения, расстояние между сваями. Рассчитывая буронабивные опоры необходимо определить глубину, диаметр и шаг, а также произвести дополнительный расчет армирования.

Расчет железобетонного монолитного ростверка

Цель расчета монолитного ростверка свайного фундамента заключается в вычислении продавливания конструкции, ее возможности противостоять изгибающим нагрузкам и определении прочности сечения при воздействии поперечных сил. Процесс расчета подробно описан в СНиП 3.03.01-87, СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов» и ГОСТ Р 52086-2003. В сфере частного домостроения производить эти сложные расчеты не целесообразно. Достаточно определить основные размеры обвязки для свайного фундамента:

Глубина заложения ростверка

Глубина заложения напрямую зависит от того, какой тип фундамента был выбран. Напомним, что относительно уровня земли свайно-ростверковый фундамент может быть висячим, повышенным, мелко- и глубоко заглубленным. Свайная часть комбинированного свайно-ростверкового фундамента закладывается как минимум на глубину промерзания почв. Оптимальная глубина заложения ростверка — 10-30 см ниже нулевого уровня. Чем тяжелее масса дома, тем больше должен заглубляться ростверк.

Если ростверк недостаточно заглублен, то фундамент может дать усадку, которая приведет к исчезновению воздушной прослойки между грунтом и монолитной лентой.

Ширина ростверка свайного фундамента

Ширина обвязочной монолитной ленты определяется по формуле:

В = М/L*R

где: В — ширина ленты;
М — масса дома (материалы + нагрузки);
L — длина ростверка;
R – коэффициент несущей способности грунта, определяемый по таблицам в СНиП.

Высота ростверка свайного фундамента

Высота зависит от типа стройматериала, из которого будет возводиться дом. Под газобетон достаточно высоты 40 см, для силикатных блоков — 50 см, более тяжелых материалов — 60 см. Относительно ширины высота ростверка должна составлять 90-110%.

Если ростверк будет одновременно являться цоколем дома, то следует сделать его повыше — 50-60 см. Это необходимо для устройства продухов, которые располагаются на высоте 30-40 см от нулевой отметки.

Пример расчета ростверка для свайного фундамента: строится дом из газобетона с длиной несущих стен 100 м на плотных песках с использованием винтовых опор диаметром 108 мм. Масса дома составляет 55 т. Заглубление ростверка, учитывая массу строения, принимаем 0,2 м. Рассчитываем ширину: В = 55 т/100 м * 75. Ширина составляет 41 см (по другому расчету 10,8 см + 30 см = 40,8 см). Высота ростверка будет составлять 40 см, из которых 20 см будет заглублено под землю.

Плитный фундамент

Плитный фундамент обладает значительным запасом несущей способности и обеспечивает наиболее равномерное распределение нагрузки от здания на грунт. Именно такое основание часто является оптимальным на слабонесущих и подвижных грунтах, в том числе пылеватых и илистых песках, лёссах и торфяниках. К тому же конструкция намного упрощает монтаж перекрытия первого этажа (не надо сооружать столбчатые опоры для балок или устраивать засыпку со стяжкой). Но её стоимость довольно высока — обычно даже больше, чем у свайно-забивного фундамента. Это связано с большим расходом материалов (пескогравия, бетона, при шведском варианте — ещё и влагостойкого утеплителя) и необходимостью заказа заводской бетонной смеси. 

Каркас плиты. Фото: StoneHut (3)

На каркасе плиты с помощью хомутов фиксируют трубы напольного отопления. Обычно трубы укладывают двойным змеевиком, но с точки зрения теплового комфорта предпочтителен монтаж улиткой

Затем систему тестируют под давлением в два этапа, после чего заливают бетонной смесью

Неутеплённый плитный фундамент используют для тяжёлых зданий с кирпичными стенами. Конструкция представляет собой ровную и гладкую монолитную железобетонную плиту, залитую в опалубку поверх подушки из пескогравия. Она проста и надёжна, но требует очень много арматуры и бетона (в 2–3 раза больше, чем полноценный ленточный фундамент, и в 4–6 раз больше, чем свайный). Дело в том, что нагрузка от стен и силы морозного пучения сосредоточены в основном у края плиты, и, чтобы не допустить деформацию и растрескивание монолита, приходится увеличивать его толщину до 250 мм и более. 

Утепление цоколя плитами экструзионного пенополистирола «заякоривание» ленты с помощью буровых свай— эффективные средства борьбы с силами морозного пучения. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru

Несколько менее материалоёмка (но более трудоёмка) оребрённая плита. Рёбра можно устроить как снизу (методом заливки в траншеи), так и сверху (с помощью опалубки). С точки зрения прочности предпочтителен первый вариант, зато второй несколько дешевле, так как верхние рёбра одновременно служат цоколем и опорой для пола первого этажа.

Мелко-заглублённая лента относится к плавающим основаниям: под воздействием сил морозного пучения она приподнимается при промерзании грунта и опускается при его оттаивании. Но силы эти часто распределены неравномерно (главным образом из-за разницы во влажности и температуре почвы c северной и южной стороны от дома). В итоге иногда возникает усадочный крен. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru 

Неутеплённая плита, как и мелкозаглублённая лента, относится к плавающим фундаментам и может совершать сезонные подвижки (особенно если дом зимой не отапливается), что необходимо учитывать при возведении пристроек.

В процессе монтажа шведской плиты стыки утеплителя заделывают клей-пеной. При устройстве подушки слои разделяют геотекстилем, что способствует более равномерному распределению нагрузки на основание. Фото: ТехноНИКОЛЬ 

Утеплённая шведская плита защищает грунт основания от промерзания, поэтому на неё не действуют силы морозного пучения. Но по жёсткости конструкция уступает обычному монолиту и в основном применяется при строительстве зданий с каркасными или пеноблочными стенами. Фундамент этого типа, как правило, служит черновым полом и оборудуется системой водяного обогрева, используемой для отопления всего здания. А так как плита обладает значительной тепловой инерцией, то в доме легче поддерживать постоянную температуру — как зимой, так и летом. Пожалуй, единственный её недостаток — сравнительно низкий цоколь. Преодолеть этот минус помогает пескогравийная подсыпка.  

Цоколь ленточного или свайно-ростверкового фундамента обязательно отделяют от стен рулонной гидроизоляцией на мастике. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru

Железобетонный фундамент

Конструкция любого железобетонного фундамента на проблемном грунте предъявляет повышенные требования к качеству бетона. Желательно приобретать готовую смесь на проверенном предприятии. При самостоятельном приготовлении смесь должна быть тщательно перемешана, а значит, без мини-бетономешалки не обойтись. Желательно также покупать промытый песок, так как глинистые включения ослабляют бетон, и использовать щебень средней фракции (20–40 мм), а не речной гравий. Холодные рабочие швы крайне нежелательны (в случае плиты — недопустимы), а если их не избежать, то необходимо дополнительное армирование ослабленного участка отрезками прутка длиной не менее 1 м. 

Порой ширину ленты или ростверка приходится увеличивать, чтобы создать опору для утепляющих и отделочных слоёв стены. Фото: StoneHut

Долговечность

Если говорить о бетоне, то согласно неизменному ГОСТу 27751-2014, если все сделано в соответствии с технологией, то такой фундамент простоит как минимум 50 лет. При этом нужно обязательно учесть условия эксплуатации, качество материалов, негативные воздействия среды, гидроизоляцию и многое другое. Только при идеальном соотношении всех характеристик бетонное основание прослужит заявленный срок.

Одновременно с этим 1 мм стали (Ст20), которая обычно используется для изготовления свай, без каких-либо покрытий отслужит не меньше 40 лет, даже если будет находиться в суглинках. А ведь сваи изготавливаются с толщиной стенки до 6,5 мм. Но нужно учесть нагрузки и прочие параметры. Но в любом случае сваи уж точно не могут прослужить меньше бетона. Даже если сваи будут установлены в так называемом агрессивном грунте (где есть шлак, зола и прочее), то все равно конструкция будет полностью отвечать требованиям ГОСТ.

Полезно! Оцинкованные сваи устанавливать не стоит. Даже в самых хороших условиях они служат не более 15-20 лет.

Преимущества и недостатки фундамента на сваях

Свайно-винтовой фундамент является отличным решением для сложных и нестабильных грунтов. Однако плюсы и минусы проявляются индивидуально на конкретной строительной площадке (читайте подробно о том, как сделать фундамент на винтовых сваях). В целом можно выделить следующие преимущества винтового фундамента:

Монтаж винтовых свай не требует тщательного выравнивания перепадов высоты. Также отпадает необходимость обустройства подъездных путей и замены сложного грунта более стабильным вариантом.
Исключение этапа земляных работ, устройства опалубки и изготовления опалубки существенно упрощает строительство основания. Кроме того возведение основной конструкции может начинаться сразу после установки винтовых опор, что позволяет завершить строительство за более короткие сроки.
Винтовой фундамент можно возводить в любое время года, при любой погоде (ранее мы подробно говорили о том, как выполняется ручной монтаж винтовых свай).
Сваи одинаково устойчивы и прочны на всех типах грунта.
Для установки винтовых опор не требуется большое количество работников, достаточно трех человек. Помимо этого не требуются особые знания и навыки для строительства фундамента на винтовых сваях.
Возводить винтовое основание можно не только на новых неосвоенных участках, но и на тех, где проложены подземные коммуникации

Узнать расположение какой-либо сети можно с помощью специальных приборов.
Немаловажное значение имеет возможность повторного использования винтовых свай. Другими словами опоры при необходимости можно выкрутить и установить в другом месте.
Винтовой фундамент относится в сейсмоустойчивым конструкциям (советуем также изучить нашу статью на тему: на какую глубину вкручивать винтовые сваи).
При правильной установке винтовые опоры могут безупречно прослужить более 100 лет.

Что касается недостатков винтового основания, то здесь необходимо выделить следующее:

Невозможность обустройства подвального помещения, цоколя или подземного гаража. Строительство этих элементов строения требует больших финансовых и трудовых затрат.
Из-за наличия свободного пространства под полом возникает необходимость дополнительного утепления пола нижнего этажа.
Определить дефекты и повреждения завинченной опоры невозможно, а именно в этих местах могут возникать очаги коррозии, которые сокращают срок службы сваи.
Если строительство ведется на участке, где грунты насыщены щелочной или кислой средой, то срок эксплуатации винтового фундамента сокращается почти вдвое.
Основание на винтовых опорах подходит для домов небольшой этажности (можно сделать гараж на винтовых сваях, баню и пр.)

Кроме того не рекомендуется возводить кирпичные стены на винтовых сваях.
Присутствие в грунте разных пород становится причиной неравномерной осадки винтовых опор, поэтому при проектировании следует уделить этому моменту особое внимание.
Строительство дома на свайно-винтовом фундаменте осуществляется по индивидуальным планам, типовые проекты в этом случае не рекомендуется использовать.
В завершении следует выделить в качестве недостатка психологическую сторону. На первый взгляд дом на винтовых сваях напоминает неосновательную и незаконченную конструкцию, что оказывает серьезное впечатление на психику человека.

Использование фундамента на сваях

Виды свай, используемых для фундамента

На сегодняшний день различают несколько видов свай, которые могут использоваться для возведения свайного фундамента. Среди них:

• Забивные сваи.
• Винтовые сваи.
• Буронабивные сваи.

Рассмотрим каждый из данных видов подробнее.

Забивные сваи

Данный вид свай придает фундаменту наибольшей устойчивости. Все дело в том, что во время проектирования будущего строения, проектировщики рассчитывают будущий вес здания и разделяют его между всеми сваями. Во время их установки на каждую сваю воздействует такая сила, которую потом ей придется выдерживать. Когда свая перестанет уходить в землю, это может означать то, что она достигла того грунта, на котором строение уже может выстоять.

Дополнительной устойчивости сваи придает уплотненный вокруг нее грунт. Забивать такого рода сваи можно лишь с использованием специального пневматического молота, который в частном домостроении использовать очень дорого. Именно поэтому данный вид сваи не рекомендуется для самостоятельного возведения такого фундамента.

Винтовые сваи

Данный вид сваи представляет собой обычную стальную трубу, на конце которой приварены элементы, которые напоминают резьбу. По сути, такой вид сваи можно сравнить с саморезом, то есть они вкручиваются в землю по тому же принципу что и саморез. Благодаря своим лопастям на концах, увеличивается площадь опоры, что в свою очередь увеличивает прочность и надежность конструкции. В случае если грунт на месте строительства недостаточно плотный и даже неустойчивый, то могут использоваться сваи, на которых по всей их длине приварены лопасти.

Данный вид свай можно использовать как для частного строительства, так и индустриального. Ввинчивать сваи можно как вручную, так и с использованием специальной для этого техники. В случае вкручивания сваи самостоятельно, для этого потребуется несколько крепких человек

Как правило, на другом конце сваи, есть два отверстия, которые позволяют соединить их с техникой для закручивания, при этом, очень важно, чтобы при закручивании сваи она располагалась строго вертикально. Когда свая полностью вкручена до нужного уровня, в трубу сваи заливается бетон и приваривается оголовок, на который в дальнейшем устанавливается ростверк

Следует отметить и некоторые недостатки таких свай:

• Винтовой фундамент требует точного расчета глубины залегания прочного грунта, в противном случае свая не будет устойчива, особенно во время пучения грунта.
• Сваи должны иметь качественные сварные швы, иначе в процессе завинчивания сваи, лопасти могут оторваться или повредиться. Это может привести к потере несущей способности.
• Сваи должны быть покрыты качественным слоем заводской краски, иначе некачественное покрытие может привести к возникновению коррозии.

Буронабивные сваи

Данный вид свай довольно часто применяется в частном домостроении. Для того чтобы их выполнить требуется сделать ручным буром скважины для свай, после чего выполняется опалубка в случае неплотного грунта, который осыпается.

Такие свай гидроизолируют с помощью рубероида или любого другого изолирующего материала (можно использовать асбестоцементные трубы), армируются, после чего бетон заливается прямо в скважину. Сваи устанавливают по всему периметру будущего фундамента, то есть по углам, вдоль наружных и внутренних стен. Количество свай зависит от общего веса будущего строения.

Среди минусов данных свай можно отметить невозможность точно определить достигла ли свая твердого грунта или нет.

Устройство винтового основания под каркасный дом

Основание из винтовых свай можно возвести своими руками без привлечения техники. Все работы выполняют два-три человека в несколько этапов:

Винтовое основание под каркасный дом

Чтобы возвести надежное основание под каркасный дом, необходимо составить проект фундамента. На этом этапе рассчитывается необходимое количество свай, подбирается диаметр изделий и их конструкция. Также определяется расстояние между сваями.
Затем проводят исследование грунта, чтобы определить его состав и глубину промерзания. Для получения более точных результатов проводится пробное вкручивание.
Теперь необходимо подготовить участок. Основное преимущество винтовых свай – возможность использования в любое время года. Поэтому в летнее время участок освобождают от лишней растительности, а в зимний период – счищают снежный слой и обломанные ветки. Кроме этого, отмечают места возможного прохождения трубопроводов и подземного кабеля.
Согласно проекту в местах расположения свай на подготовленном участке расставляют деревянные колышки. Расстояние между ними определяется в зависимости от веса будущей конструкции. Идеальным считается установка свай на расстоянии 2-2,5 метра. Вместо колышков можно использовать сами сваи, завинчивая их на небольшую глубину.
Перед завинчиванием свай в местах их установки делают углубления до 30 см. В образовавшиеся ямки устанавливают сваю. Для удобства на каждом изделии имеется технологическое отверстие, куда вставляют обрезок трубы или лом. Они послужат своеобразным рычагом для ввинчивания сваи. Лучше использовать квадратную трубу, она меньше подвержена деформации

При вкручивании сваи в грунт важно контролировать вертикальное положение свай, а также их высоту. Контроль необходимо вести с самого начала, так как в дальнейшем выравнивание становится невозможным

Для проверки вертикали пользуются строительным уровнем.
Во время завинчивания свай необходимо правильно выбрать величину заглубления. Все зависит от уровня промерзания грунта. Наконечник сваи должен располагаться ниже этой точки на 30 см. Лучше всего погружать сваи до плотных слоев грунта. Определить это можно по более трудному завинчиванию сваи.
После завинчивания всех свай основания под каркасный дом необходимо провести горизонтальное выравнивание, так как выдержать одинаковую высоту свай во время их вкручивания практически невозможно. Пользуясь горизонтальным уровнем, сваи обрезают до нужной высоты с помощью болгарки. Минимальная высота свай должна быть 50-60 см.
Теперь необходимо провести бетонирование свай. Это придает им прочность, а также препятствует возникновению коррозии металлических свай изнутри. Заливать бетонный раствор нужно тонкой струйкой, чтобы вытеснить максимальное количество воздуха из трубы. Параллельно можно добавлять раствор с антиморозными свойствами, что предотвратит порыв сваи.

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.

Ошибки и рекомендации по строительству

Основные промахи, которые допускают застройщики на строительстве фундамента — это:

1. Неправильный расчёт количества свай. При любом подсчёте надо руководствоваться правилом чередования опор не реже, чем через каждые 1,5 – 2 м.
2. Экономия на приобретении дешёвых марок цемента приводит к потере несущей способности СРФ. Для приготовления бетона надо использовать цемент не ниже М 400.
3. Производство работ в холодное время года. Оптимальная температура воздуха для заливки бетоном опалубки должна быть не ниже 5 – 10С.
4. Нарушение вертикальности опорных конструкций чревато разрушением фундамента. На монтаже свай необходимо пользоваться геодезическими инструментами.

Заключение

Такие фундаменты рекомендуется монтировать летом. Бетон застывает не меньше месяца. До этого момента создавать нагрузку нельзя. Если столбчатый мелкозаглубленный фундамент, установленный на влажной почве, простоит зиму без стен, он даст усадку и деформируется.

При невозможности продолжать стройку, вокруг фундамента устраивают временную теплозащиту из:

• стружек,
• керамзита,
• шлака.

Столбчатый мелкозаглубленный фундамент — недорогой и нетрудозатратный способ возведения основания лёгкого строения. Такая конструкция может стать выходом из положения в местности, где грунт нестабильный.