Как сделать сваи для фундамента своими руками: технология изготовления

Не секрет, что в наше время стало популярным строить частные дома. В связи с этим на рынке строительных материалов появляются все новые и новые технологичные решения.

Основное назначение и виды свайного фундамента

Свайный фундамент применяется при возведении промышленных и жилых объектов, его можно использовать при постройке многоэтажных зданий даже на слабых грунтах. Такой фундамент позволяет значительно сократить процесс устройства подвальных помещений или полностью исключить данные строительные работы из расходной сметы. Основные причины для возведения свайного фундамента следующие:

  • слабый верхний грунтовой слой. Подобные грунты могут содержать перегной, торфяную примесь, песок, глину. Наличие большого количества воды в почве делает ее плывуном. Такие природные условия создают необходимость переноса нагрузки сооружения на более плотные и глубинные грунты;

Где применять забивные сваи?

Такой тип фундамента экономически целесообразно использовать при строительстве дома только на сложных грунтах. Так как тот же мелкозаглубленный ленточный фундамент на хорошем грунте обойдется дешевле. К тому же надо учитывать, что для свайно-забивного фундамента нужен ростверк. Он может стать хорошей альтернативой заглубленному ленточному фундаменту, особенно в той местности, где глубина промерзания грунта значительна. Но хочется подчеркнуть, что все требует расчетов и выбор следует делать исходя из полученных данных.

Буронабивные сваи: технология

Исходные условия: на подготовленной строительной площадке находится буровая установка с оператором, 2 копровщика, бетононасос с оператором, в приёмный бункер бетононасоса своевременно подаётся бетонный раствор, на складе имеются готовые армокаркасы. Буровая установка бурит скважину, затем с помощью вспомогательной лебёдки подтаскивает со склада и погружает в скважину армокаркас. В скважину подаётся бетон. Несмотря на то, что схема проста, технология устройства буровых свай существует в нескольких вариациях: буронабивные сваи CFA (НПШ), с обсадной трубой, под защитой глинистого раствора, метод раскатчика грунта; в эту же категорию можно отнести набивные, бурозабивные, буроинъекционные и буросекущие сваи.

Какие бывают сваи

Классификация советской системы строительства насчитывала около 150 разновидностей свай. Типология их также довольно обширная, а сегодня к ним добавились еще и современные технологии. Рассмотрим самые востребованные из них.

По характеру размещения фундаменты из свай разделяют на следующие типы:

  • Одиночные сваи – стойки, расположенные отдельно и размещаемые под колонны или под стыки панелей, ферм. Чаще всего им же и отводится роль этих самых колонн;
  • Ленточные свайные фундаменты – размещаются под стенами строений, а также и под остальными линейными конструкциями. В этом случае стойки объединены единым монолитными ростверком, упрочняющим фундамент и увеличивающим не только допустимые вертикальные нагрузки, но и изгибающий момент. Существует несколько разновидностей этого типа свайного фундамента – однорядный (сваи и лента расположены в один ряд) и многорядный (сваи и лента располагаются перпендикулярно или под различными углами). Когда фундамент размещается под стенами здания, он воспринимает исключительно вертикальные нагрузки, а сами стены здания не дают ему прогнуться. Это условие соблюдается при пространственной жесткости каркаса строения. Но если на свайный фундамент однорядного типа приложена внецентренная нагрузка, тогда принимается во внимание изгибающий момент, поскольку сваи могут быть подвержены изгибу;
  • Свайный куст – фундамент, состоящий из некоторого количества свай, образующих группу и располагаемых под отдельными конструктивными элементами, например, под колоннами. Устраивается при наличии больших вертикальных нагрузок и повышения устойчивости элемента здания. Минимальное количество свай в такой группе – 3;
  • Свайное поле – в случае объединения множества стоек под одной плитой или монолитной платформой, такой свайное поле называют сплошным. Это могут быть не только одиночные сваи, но и куст или свайные ленты. Объединение общей монолитной плитой увеличивает площадь соприкосновения здания с основанием, а значит и уровень допустимых нагрузок на фундамент.

По типу заглубления существуют следующие разновидности свай:

  • Винтовые – тип стоек, производимый чаще всего из стали, и рассчитанный на вкручивание их в грунт. Для заглубления предназначаются различные механизмы, типа кабестана. Современные металлические винтовые сваи имеют в самом стержне отверстия. С помощью вспомогателей типа лома или трубы стойка вкручивается в грунт. Этому также способствует острый наконечник стойки и нарезной винт, выводящий грунт наружу. В верхней части стойки располагается металлическая платформа с отверстиями для закрепления ростверка или нижней части здания;
  • Забивные – заглубление такого типа свай происходит с помощью забивания в грунт, чаще всего без его предварительной выемки. Считается одним из традиционных способов устройства свайного фундамента. Методы заглубления забивных свай следующие:
  1. Ударный метод – для него применяют ударные молоты. Их закрепляют на конце стрелы экскаватора или копра;
  2. Вибрационный метод – в этом случае применяют специальные механизмы – вибропогружатели. В основе их работы лежит принцип поступательных механических колебаний, осуществляемых с помощью двигателя со смещенным центром тяжести. Эти механизмы закрепляют на стреле экскаватора или автокрана, что позволяет заглубить сваю на выверенном месте;
  3. Метод вдавливания – суть этой технологии в непосредственном вдавливании сваи в грунт за счет большого веса механизма. Установка для заглубления свай представляет собой металлическую платформу с установленными на ней бетонными блоками. За один заход она может заглублять сразу целую партию свай. Этот метод достаточно затратный и громоздкий, но бывают ситуации, когда без него не обойтись. Когда речь идет о реконструкции или близком расположении других построек, это единственно возможное решение устройства свайного фундамента;
  4. Метод лидерного бурения – применяется данный метод при наличии плотных, вечномерзлых грунтов или в холодный период года. В основе технологии положено предварительное бурение скважины под сваю с меньшим размером и глубиной. Забивание сваи происходит с помощью копра.
  • Буровые – заглубление свай такого типа производят посредством погружения их в скважины, пробуренные в грунте. Их заполняют бетонной смесью, или же погружают туда готовые элементы из железобетона.
  • Набивные – погружение этого типа свай несколькими способами:
  • Метод погружения металлических труб – производится с дальнейшим их изъятием из скважины после заполнения раствором. Их еще называют инвентарными;
  • Метод виброштампования в скважинах – готовые, заранее пробитые скважины, производят заполнение бетонным раствором с одновременным его трамбованием с помощью виброштампа;
Читайте также:  Инструкция по отделке бетонного цоколя искусственным камнем

Метод выштамповки – данный способ предусматривает выштамповывание скважин непосредственно в грунте. Форма их соответствует сечению сваи, и бывает пирамидальной или конической. Далее их заполняют бетонной смесью.

Какие бывают сваи

Заливка раствора

После подготовки скважин и создания армирующего каркаса приступаем к основным работам по создания свай для фундамента. Они будут заключаться в заливке бетонного раствора, который вначале необходимо подготовить.

Видео: Устройство свайного фундамента

Первым делом необходимо подготовить все необходимые материалы и инструменты. Для выполнения заливки вам понадобится:

  • цемент хорошего качества марки М500. Не стоит покупать дешевые варианты. Такая экономия может плохо сказаться на эксплуатационных качествах свайного фундамента;
  • гравий. Лучше всего использовать гранитный, так как у него очень высокие показатели прочности. Но такой гравий может обойтись дорого, поэтому можно приобретать и обычный. При этом величина фракций должна быть в пределах 20-40 миллиметров;
  • песок. Тут лучше отдать предпочтение крупнозернистому речному, но при его отсутствии можно использовать и карьерный;
  • бетономешалка. Конечно, можно производит замес и в обычном большом корыте, но вот качество смеси будет не на нужном уровне. Кроме того, бетона понадобится достаточно много, и сделать такой объем без бетономешалки будет затруднительно;
  • полиэтиленовая пленка

После подготовки всех материалов можно приступать к «замесу» бетонной массы. Для этого можно воспользоваться следующими пропорциями.

На один объем цемента марки М500 берем один объем гравия и два объема песка. Все помещаем в бетономешалку и начинаем перемешивать.

При этом гравий лучше всего предварительно промыть чистой водой. Песок берется без посторонних примесей и просеянный (чтобы не попадались крупные камни). Кроме того, следует использовать песок с влажностью не более 10-15 процентов.

Заливка раствора

После смешивания сыпучих компонентов добавляем воду. Ее объем должен составлять половину объема используемого цемента. Не стоит брать воду из соседнего водоема. Лучше всего подойдет водопроводный вариант, он чистый и не содержит биологических примесей.

Совет! Если имеются средства, то можно заказать уже готовый бетон. Такой способ более предпочтителен. Во-первых, сам раствор будет нужного качества и характеристик. Во-вторых, вы сможете залить все сваи за один раз, что существенно увеличит скорость строительства.

При заливке важно не сдвигать с места армирующий каркас. Прутья должны быть расположены внутри бетона, в противном случае они могут начать ржаветь и прочность фундамента ухудшится. Расстояние от внешнего края сваи до арматуры должны быть не менее 3-5 сантиметров.

При заливке следует удалять воздушные пузыри из бетонного раствора. Для этого можно воспользоваться длинным металлическим прутом или специальным глубинным вибратором. Если оставить воздушные пузыри, то свая пожжет треснуть, что ухудшит ее несущие способности.

После заливки бетона не стоит оставлять свайный фундамент без присмотра. Необходимо добиться правильного его высыхания. Нельзя допустить, чтобы бетон высыхал под воздействием ветра или прямых солнечных лучей, это будет способствовать растрескиванию поверхности.

Чтобы этого избежать на следующий день после заливки свайный фундамент покрывают толстой полиэтиленовой пленкой, а при необходимости смачивают водой. Раствор наберет полную прочность только через 20-21 день. Только после этого можно приступать к дальнейшему строительству.

Если все действия от расчетов до поддержания влажности фундамента сделаны правильно, то свайное основание будет надежной и легко перенесет все подвижки грунта. В результате ваш дом простоит долго и не доставит вам проблем при своей эксплуатации.

Порядок монтажа

Весь монтаж свайного фундамента можно условно разделить на несколько этапов. Точное выполнение каждого из них обеспечит отсутствие непредвиденных трудностей при выполнении следующих работ.

Подготовка поверхности

Установка свайного фундамента начинается с разметки мест для свай. Сваи обязательно должны располагаться под углами здания, а также в местах пересечения перегородок. Остальные изделия равномерно распределяют по периметру и площади.

На участках со сложным рельефом для разметки необходимо использовать не только рулетку, но и отвес, чтобы получить точную вертикальную проекцию плана здания.

Читайте также:  Как проложить канализационные трубы в частном доме

Разметка под фундамент

Если в здании не предусмотрен подвал, то объём земляных работ ничтожен. Грунт, появившийся в результате установки свай, можно просто разровнять лопатой. Если в здании планируется любое подпольное помещение, придётся часть грунта под домом выбирать и вывозить. Как вариант, использовать его для подъёма уровня вокруг здания.

Установка

На размеченных местах штыковой лопатой отрывают небольшие лунки для лучшего позиционирования сваи на поверхности грунта. После этого в лунку вставляют конец с лопастью и вворачивают. Обычно в этом процессе участвуют два работника. Необходимо постоянно, особенно в начале погружения, проверять вертикальность установки изделия при помощи отвеса, а при необходимости корректировать положение сваи.

При достижении заданной глубины вращение прекращают. После завинчивания всех свай наносят мелом на оголовках отметки, соответствующие положению ростверка. Для этого пользуются гидроуровнем.

Проверка установки свай

Обрезка и бетонирование

Угловой шлифмашиной сваи обрезают на отмеченном уровне. После выравнивания оголовков внутрь свай заливают бетонную смесь, которую обязательно трамбуют вибратором-уплотнителем. При необходимости можно погрузить в сваю несколько арматурных прутьев. В этом случае частично применяют технологию устройства набивных свай для увеличения прочности фундамента. Бетон, заполняя внутреннее пространство сваи, вытесняет воздух. Цемент, входящий в состав бетона, — щелочной материал, он отлично защищает от коррозии металл сваи. Если же при воздействии агрессивной среды грунта металл начнёт разрушаться, фундамент ещё долго простоит на образовавшихся бетонных «сердечниках».

Обустройство ростверка

После бетонирования все сваи соединяют ростверком, который приваривают к оголовкам. При этом дожидаться отвердения бетона совсем необязательно. Ростверк располагают под будущими стенами здания, а также под перегородками и несущими стойками.

Монтаж ростверка свайного фундамента

Защита конструкции

После того, как все сваи обварены, защищают от внешних воздействий наземную часть фундамента. Для этого используют грунтовки и составы для наружных работ по металлу.

Буронабивной фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Монтаж буронабивных свай можно произвести самостоятельно, прльзуясь рунным буром для скважин.

  • Проектирование

Перед установкой буронабивных свай проводят расчеты.

Опора должна заглубляться, как минимум, на 0,2м ниже отметки, на которой промерзает грунт.

Чтобы узнать, сколько свай вам будет необходимо, общий вес дома делят на значение несущей способности одной сваи, а затем полученное число перемножают на 1,2.

  • Подготовительные работы

Свайное поле размечается согласно схеме. Во всех прямоугольных участках замеряют длины диагоналей. Полученные значения должны быть одинаковыми.

Максимальный шаг между сваями составляет 2м, но при этом он не должен быть более трех диаметров опор.

  • Установка

Чтобы пробурить скважину, берут ручной бур. Затем производят установку обсадных труб и арматуры. Обсадная конструкция может быть металлической, пластиковой, железобетонной или рубероидной.

В процессе строительства частных домов обсадные конструкции обычно являются несъемными. Устанавливать их нужно, четко соблюдая вертикаль. Для проверки точности пользуются строительным уровнем.

Свободное пространство вокруг обсадной трубы засыпается землей и трамбуется. Высота трубы проверяется с помощью гидравлического или лазерного уровня. Если труба оказалась выше поверхности, ее надо будет срезать, оставив лишь арматуру, за которую будет цепляться ростверк.

Бетонирование буронабивных свай проводят с применением бетона класса М-300. Его трамбуют с помощью вибратора. Время высыхания и укрепления сваи – 3 недели.

После высыхания свай приступают к заливке ростверка.

Метод устройства набивных свай

Заключение

Об эффективности свайно-ленточного фундамента существует достаточно большое количество небылиц и придумок, большинство из них не имеют под собой реальной почвы. Правильно собранный фундамент на сваях легко перезимует без нагрузки, но с обязательным утеплением отмостки. Прочности и жесткости конструкции достаточно для большинства вариантов дач, одно и двухэтажных домов.

Итоговая стоимость работ по возведению ленточного фундамента на сваях зависит от нескольких факторов. Наиболее важными являются:

  • стоимость бурения скважин для свай;
  • затраты на строительные и расходные материалы;
  • время, которое потрачено на строительство свайно-ленточного фундамента.

Оценку может провести сотрудник строительной компании. Эти расчеты помогут при создании свайно-ленточной конструкции для дома. Кроме того, важно определение осадки ленточно-свайных фундаментов.

При следовании правилам установки свай и заливки ростверка основание получится крепким и долговечным. При самостоятельной установке фундамента стоит заручиться помощью нескольких человек.

Если вы живёте в болотистой местности и грунт не позволяет вам залить обыкновенный ленточный или столбчатый фундамент, или же вы попросту очень экономный и расчётливый человек – тогда свайный фундамент – это оптимальное решение для вашего нового дома.

Свайный фундамент – это тип фундамента, который не предусматривает монолитной заливки цемента, а требует только бурение нескольких скважин (в зависимости от нагрузок). В скважины вставляют арматуру и заливают цементом, таким образом экономя и время, и затраты. Правда, обычные неглубокие скважины не выдержат жилой дом, а ориентированы на более лёгкие постройки с нагрузкой до полутора. Если же вы хотите увеличить нагрузки, тогда вам придётся увеличить количество свай или сделать расширение каждой сваи внизу (расширение делается обычной садовой лопатой, а остатки земли забираются тем же садовым буром). Расширение сваи увеличивает нагрузки до 10 тонн.

Читайте также:  Веранда своими руками: пошаговые инструкции

Устройство ростверка свайно-винтового фундамента

Обвязочный брус (рис. 1) – самый тип, применяемый при строительстве деревянных, каркасных строений. Сечение бруса используется: 150х150 мм при максимальном шаге между сваями 2500-2700 мм, 200х200 мм – при шаге 3000 мм. Крепится к оголовку шпилькой.

Металл в отличие от бетона не впитывает влагу (хотя иногда на нем может образовываться конденсат), поэтому вопрос обустройства гидроизоляции для свайно-винтового фундамента не имеет столь принципиального значения. Тем не менее все же рекомендуется укладывать гидроизоляционную прокладку между опорной площадкой (оголовком) и деревянной конструкцией.

Бревно (см. рис. 2). Первый венец бревенчатого строения можно укладывать прямо на оголовок. Главное достоинство бревна – сохранение целостности древесины, что повышает устойчивость материала на прогиб. Оцилиндрованное бревно дает больший прогиб по отношению к цельному. Это связано с нарушением целостности твердых слоев древесины.

В случае с бетонными фундаментными конструкциями для увеличения срока службы обвязки целесообразно первый венец строения делать из дуба или лиственницы. При строительстве фундамента из винтовых свай от этих мер можно отказаться, но только при условии соблюдения высоты ростверка не менее 500 миллиметров от уровня земли.

Обвязка свайного фундамента при помощи бруса или бревна – самый экономичный, и в то же время быстро реализуемый тип соединения. Он требует, чтобы сваи находились на одном уровне, чтобы избежать деформации обвязки. Если же уровни не соответствуют друг другу, то выравнивание выполняется методом частичного выпиливания бруса (бревна).

Стыковка бруса (бревна) – следующий этап в устройстве обвязки (рис. 3). Для соединения пропорционально каждому из брусков сверху и снизу выполняются распилы, брус (бревно) складывается под прямым углом. Стыки должны быть обработаны специальными растворами, защищающими от влаги, проложены джутом.

Что касается использования антисептиков для обработки бруса или бревна при устройстве ростверка, эта процедура обязательна только для бетонных фундаментов. В случае выполнения обвязки свайно-винтового фундамента она носит рекомендательный характер, разумеется, также при условии соблюдения высоты ростверка не менее 500 мм от уровня земли.

Пошаговая инструкция по монтажу своими руками

Рассмотрим порядок действий при создании свайно-винтового фундамента.

Работы ведутся поэтапно, последовательность действий имеет строго определенную очередность:

Подготовка

Свайно-винтовой фундамент имеет важную особенность — он может быть создан на неровном рельефе, не требующем предварительного выравнивания (планировки).

Возможно строительство на склонах или в складках, что позволяет эффективно использовать неудобные с точки зрения традиционного строительства участки. Поэтому подготовительные работы можно свести к очистке участка от растений, посторонних мешающих предметов.

Произвести разметку,все точки установки свай отметить колышками. Затем на местах установки делаются небольшие (до 30 см) углубления, которые облегчают вход лопастей в грунт.

Плодородный слой почвы создает заметное сопротивление из-за обилия корней, стеблей растений и прочих препятствий, поэтому его лучше удалить.

Погружение свай

Установка винтовых свай производится либо вручную, либо механическим способом. Ручной монтаж возможен при наличии относительно мягкого грунта без техногенных включений или скальных обломков.

Диаметр стволов, доступный для ручного погружения, ограничен 87 мм.

Наиболее распространенные сваи диаметром 108 мм часто оказываются слишком трудны из-за высокого сопротивления грунта.

Машинный способ позволяет получить качественный монтаж винтовых свай, с соблюдением определенного угла, усилия завинчивания и глубины.

Мощность строительной техники позволяет свободно работать со сваями до 159 мм диаметром, чего вполне достаточно для строительства частного дома довольно большого размера.

Погружение свай производится на заранее заданную глубину. Обычно она определяется уровнем залегания плотных слоев, или сила сопротивления грунта превышает допустимое для данного ствола усилие, срывающее технологическое отверстие.

Свая, достигшая нужной величины сцепления с грунтом, вращается с большим усилием или вовсе прекращает это делать.

Пытаться продолжать вращение нельзя — сварка может не выдержать, лопасти оторвутся и свая станет неспособной к выполнению своих функций.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При установке винтовых свай запрещается делать реверс — пытаться выкрутить ствол обратно. Это ослабляет сцепление лопастей с грунтом и исключает возможность повторного погружения в этом месте.

Обвязка

После установки всех свай выполняется подрезка. Это процедура, позволяющая подогнать высоту торчащих из грунта стволов к единому уровню, образовать из них ровную горизонтальную плоскость.

После подрезки внутренние полости свай заполняют бетоном, повышая их прочность.

Затем производят монтаж обвязки (ростверка) — пояса, соединяющего все сваи в единую систему и одновременно служащего опорным элементом для стен дома. Обрезанные верхушки накрываются оголовками с горизонтальными площадками, на которые устанавливаются металлические или деревянные балки.

Для фиксации на площадках имеются технологические отверстия под болтовые соединения.

ВАЖНО! Иногда обвязка и ростверк представляют собой разные элементы. Обвязка выполняется ниже уровня монтажа ростверка и соединяет между собой все сваи, образуя систему наподобие решетки

Используются металлические отрезки швеллера или двутавра, приваренные к стенкам стволов.