Минимальная глубина свайного фундамента для каркасного дома

Какая глубина необходима для заложения свайного фундамента и как ее определить?

Для расчета надежного и устойчивого фундамента необходимо грамотно определить глубину закладывания опор.

Заказать проектирование силовой конструкции можно у профессионалов, но доступность технологии позволяет самостоятельно определить значение параметра.

Что такое глубина заложения свайного фундамента, как ее определить и от чего она зависит, расскажем в статье.

От чего зависит?

Размер части свайного основания, которая находится под нулевым уровнем участка, зависит от ряда факторов:

1. Веса проектной конструкции.
2. Несущей способности грунта.
3. Уровня подземных источников.
4. Глубины промерзания земли.
5. Типа силовых элементов.
6. Материальных возможностей собственника.

Углубление в зависимости от свойств почвы и расположения грунтовых вод

Чтобы возводимое сооружение дало минимальную осадку, не деформировалось и не шаталось в процессе эксплуатации, необходимо закладывать фундамент таким образом, чтобы сваи опирались на твердый пласт земли. Затруднения в выборе оптимальных по размеру конструктивных элементов вызваны тем, что состав грунта на участке может быть неоднородным.

Несущая способность почвы зависит от ее состава и уплотненности, но в первую очередь – от насыщенности влагой. Чем ближе к поверхности находятся подземные источники, тем ниже сопротивление грунта нагрузкам.

Заказать геологические исследования можно у профессионалов или самостоятельно выкопать скважину на глубину не менее двух метров, чтобы оценить характеристики пород и степень увлажненности.

Соотношение между уровнем промерзания и степенью заглубления опорных элементов

Пучинистые почвы подвержены силам морозного пучения. К таким грунтам относятся глинистые породы, суглинок, пылеватые пески и т.д. За счет высокого содержания влаги земельный массив при минусовой температуре может увеличиваться в объеме до 12%.

В результате на боковые части опорных элементов начинают действовать выдергивающие сваи. Поэтому так важно заглубить сваи ниже точки промерзания.

Узнать точку промерзания можно расчетным путем по формуле:

где:

• Tm – среднемесячная отрицательная температура зимой в конкретном регионе;
• Ko – коэффициент, учитывающий состав почвы.

Параметр для различных геологических условий будет равным:

• глины, суглинки – 0,24;
• пески, супеси – 0,28;
• пески большой крупности – 0,3;
• гравий – 0,35.

Точный расчет глубины промерзания земли под зданием зависит от теплового режима в доме и рассчитывается по формуле:

где Kh – коэффициент промерзания, регламентируемый нормами СНиП.

Как меняется значение в связи с типом опор?

Особенности проведения вычислений и рекомендации по выбору глубины свайного основания изложены в СНиП 2.02.01-83. При этом для разного типа опорных элементов учитывают отдельные нюансы.

Особенности расчета для винтовых столбов

Винтовые стержни заглубляются в почву ниже точки промерзания грунта, как правило, на 15%. При этом лопасти должны быть ввинчены в твердый пласт толщиной, равной не меньше трех диаметрам трубы. На участках, где уровень промерзания незначительный, важно учесть высоту почвенно-растительного слоя.

Для закладывания буронабивных

Для монтажа буронабивных элементов конструкции бурят скважины на глубине залегания тугоплавких пород.

Если почва характеризуется склонностью к пучению, то по технологии на дне шурфа рекомендуется устраивать утрамбованную песчаную подушку высотой не менее 20 см под нижним концом опоры.

Недостатком технологии для частного строительства фундамента с буронабивными сваями является тот факт, что сложно быть уверенным в тугоплавкости пород на назначенной глубине скважины. Поэтому для строительства малоэтажных домов и построек шурфы бурят на 1,5–2 м, что ниже точки промерзания и грунт на этом уровне достаточно уплотнен.

Но на особо зыбких почвах глубина закладывания буронабивных свай может достигать 30 м и более. В этом случае в обязательном порядке перед армированием и заливкой бетона необходимо устраивать в скважине обсадную трубу.

Согласно нормативам, заглубление опорных элементов в тугоплавкие породы должно составлять:

• для крупнообломочных, гравелистых грунтов, а также пылеватых песков – от 50 см;
• для других нескальных грунтов – от 1 м;
• для слоев погребенного торфа – от 2 м.

Для забивных

Технология позволяет устраивать сваи забивным способом на глубине не больше 16 м. В остальных случаях используют составные силовые элементы.

Согласно СНиП, минимальная длина свай – от 3 м, для полых конструкций – от 4 м.

Как рассчитать для одноэтажного дома?

Для примера определим, какие сваи нужны для частного домостроения. В ходе расчетов можно узнать, на какую глубину необходимо бурить скважины под фундамент.

Исходные условия:

1. Типовой одноэтажный каркасный дом площадью 6 на 6 м.
2. Вес конструкции – 35 т.
3. Стройка ведется на глинистом грунте с глубиной промерзания – 1,5 м.
4. Средняя высота снежного покрова в регионе – 30 см.

Предварительно выбираем 9 винтовых свай диаметром 108 мм с несущей способностью 5 тонн. Предельная нагрузка такого фундамента позволяет выдержать вес конструкции. Для стержней с таким размером сечения длина может составлять от 1 до 12 м.

Учитывая глубину промерзания и рекомендации, что ствол должен уходить в землю ниже определяющего параметра на 15%, подземная часть сваи будет составлять: 1,5м + 15% = 1,75м.

Принимая во внимание уровень снежного покрова в регионе, предварительно выберем высоту цоколя 0,4 м. Таким образом, для строительства в заданных условиях понадобятся сваи длиной 2,5м.

Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.

Заключение

Нормативные документы не регламентируют единые правила для заглубления свай, но остается обязательным требованием, что этот параметр будет зависеть от геологических условий участка, а именно, от точки промерзания, типа грунта и уровня подземных источников.

Допустимые нагрузки на фундамент практически не зависят от размера подземной части опорных элементов, поскольку большее значение имеет опорная площадь. Рекомендованные соотношения длины свай и их диаметра приведены в таблицах СП и СНиП.

Источник

Достоинства и недостатки, этапы возведения свайного фундамента для каркасного дома

Свайные фундаменты часто используют в строительстве каркасных домов за счет универсальности, надежности, а также экономичности относительно стоимости других типов основания.

Об особенностях выбора винтовых свай и расчета силовых элементов для каркасных домов можно узнать из материала, подробно изложенного ниже в статье.

Подходит ли такое основание для каркасника?

Стены каркасных домов изготовлены из дерева или металла, поэтому сооружения можно отнести к легковесным и малоэтажным конструкциям. Как правило, такие постройки оказывают умеренные нагрузки на грунт, поэтому не смысла возводить дорогостоящие ленточные и плитные основания.

Сваи – экономически целесообразная и доступная для частных собственников альтернатива. Отдельно стоящие силовые элементы обладают достаточной несущей способностью, чтобы десятками лет обеспечивать устойчивость каркасного дома практически на всех типах почв.

Для участков со сложным рельефом свайный фундамент станет практичным и выгодным с точки зрения стоимости решением.

Какие опоры можно использовать?

Для фундамента под каркасный дом применимы все виды свай:

Забивные опоры представляют собой столбы (деревянные, металлические, железобетонные), которые с помощью специальной техники вводятся в грунт на глубину промерзания земельных масс. Чтобы правильно выбрать тип силовых элементов, необходимо рассчитать проектные нагрузки и сопоставить их несущей способностью грунта.

Вес деревянных каркасных домов позволяет использовать забивные опоры из бруса. Под сооружением со стенами из металла устанавливают металлические или железобетонные конструкции с небольшим диаметром.

Технология закладки буронабивных свай доступна для домашнего домостроения. Монтаж усложняется необходимостью бурения скважин в почве, а также сбора армирующего каркаса. Под одноэтажные каркасные постройки из дерева можно заложить фундамент без армирования, но срок службы конструкции будет значительно ниже.

В свою очередь металлические винтовые сваи можно быстро вкрутить ручным способом, при этом допустимые нагрузки фундамента позволяют силовой конструкции удерживать вес каркасного дома в течение 50–100 лет.

Плюсы и минусы

Преимущества технологии с использованием отдельных опорных элементов:

• дешевле ленточных и плитных оснований;
• подходят для большинства типов грунта, кроме скальных пород;
• эффективны при строительстве на переувлажненной почве и на участках со сложным ландшафтом;
• разнообразие технологий позволяет выбрать практичный и максимально экономичный метод строительства фундамента.

Недостатки опорных свай:

• перед проектированием необходимо провести ряд сложных расчетов;
• сложно оценить геологические особенности участка с неоднородным составом почвы.

Преимущества винтовых свай

В отношении веса каркасных домов железобетонные винтовые сваи обладают избыточной несущей способностью, поэтому нецелесообразно переплачивать за дорогие конструктивные элементы и аренду оборудования для их вкручивания. Металлические винтовые сваи намного проще в монтаже и способны удерживать вес каркасного сооружения.

Положительные характеристики винтовых свай, которые обуславливают их широкое применение для строительства каркасных домов:

1. Дешевизна.
2. Простой монтаж.
3. Быстрое возведение.
4. Разнообразие моделей.
5. Достаточная несущая способность.
6. Ремонтопригодность.
7. Возможность строительства на склонах.

Какие выбрать?

В зависимости от геологических условий и особенностей проектной конструкции выбирают модель винтовых свай. Определяющие характеристики опорных элементов:

• ширина лопасти;
• диаметр столба;
• длина трубы;
• тип наконечника;
• толщина металла.

Для каркасных домов с несущей нагрузкой 5–9 т используют винтовые сваи диаметром 108 мм и толщиной трубы 4-5 мм. Вес построек в несколько этажей может достигать 14 т, тогда выбирают стержни с размером сечения – 133 мм. В большинстве случаев подходят сваи со стандартным размером лопастей – 250–300 мм.

Изделия со сварным наконечником дешевле, но на участках с большим содержанием каменистых включений лучше использовать трубы с литым наконечником, которые отличаются более высокой прочностью.

Как рассчитать?

На какую глубину закручивать винтовые сваи? Минимальная глубина закладывания свай рассчитывается исходя из уровня промерзания почвы. При этом наконечник опоры должен упираться в твердый несущий пласт. Для этого на этапе геологических исследований анализируют состав почвы и высоту слоев.

Например, в преобладающей части московского региона глубина промерзания грунта равна 1,5 м, тогда как в северных – этот показатель составляет 2,4 м. Это значение принимается за глубину фундамента.

Высота свай рассчитывается исходя из таких показателей, как:

• высота снежного покрова зимой;
• температурный режим в помещении;
• уровень подземных источников;
• вероятность подтопления;
• тип рельефа на участке.

Минимальна высота свай – 20 см, но на практике этот показатель редко опускают ниже 30 см. уровень цоколя подбирают индивидуально в зависимости от исходных условий.

Определяясь с моделью силового элемента, выбирают сваи с запасом по длине минимум в 0,5 м, чтобы было удобно выровнять высоту фундамента по горизонтали. Чаще всего для строительства каркасных домов используют стандартный типоразмер опор – 108х300х2500 мм.

Как рассчитать расстояние между сваями? Шаг между ближайшими силовыми элементами рассчитывают, основываясь на потребности в опорах. Сваи обязательно устанавливают в местах, где сооружение оказывает максимальную нагрузку на почву: под углами и точками пересечения несущих стен.

Если расстояние между столбами превышает 3 м, то посередине устанавливают промежуточные опоры. Рекомендованный шаг для винтовых свай – 1,5–2,5 м.

Как возвести СФ своими руками?

Перед началом строительства необходимо провести подготовительные работы:

1. Организовать доставку винтовых свай и стройматериала на участок.
2. Убрать остатки старого фундамента (если есть).
3. Расчистить территорию от строительного мусора, валунов и других предметов, мешающим монтажу.
4. Организовать подачу воды для замешивания раствора и электроэнергии для работы оборудования.
5. Подготовить приспособления для вкручивания стержней в грунт.

Этапы строительства:

1. В установленных местах вкручивают винтовые сваи в грунт, пока наконечник не упрется в твердый пласт. При этом соблюдают вертикальность оси трубы (допустимое отклонение – не больше двух градусов).
2. Обрезают верхнюю часть металлических труб, выравнивая плоскость по горизонтали.
3. Заливают раствором внутреннюю полость столба, чтобы исключить вероятность окисления металла.
4. Когда бетон наберет прочность, наваривают оголовки на концы труб.
5. Шлифуют сварные швы и покрывают слоем гидроизоляционного материала.

Особенности изготовления ростверка

Типы обвязки для винтовых свай различают по материалу изготовления:

Под каркасную постройку не целесообразно возводить свайный фундамент с тяжелым бетонным ростверком, поэтому выбирают между металлическими балками, приваренными к оголовкам, и деревянными брусьями, уложенными на оголовки свай.

Ростверк используют для сооружений, стены из которого изготовлены из дерева. Обязательные этапы монтажа:

1. Пропитка брусьев гидрофобным составом, антисептиком и антипиреном.
2. Устройство гидроизоляционной прокладки между оголовками и деревянными элементами.
3. Прикручивают балки к оголовкам через заранее подготовленные технологические отверстия.
4. По углам конструкции устанавливают укрепляющие уголки.

Особенности монтажа металлического ростверка под каркасное сооружение:

• для обвязки используют двутавровые балки или швеллера;
• помимо сваривания каркаса, углы необходимо стянуть болтами;
• металлическую конструкцию обмазывают гидрофобным составом, уделяя особое внимания сварным швам.

Технология монтажа для других видов опор

Помимо винтовых свай для фундамента можно использовать буронабивные и забивные опоры. Расстояние между соседними силовыми элементами выбирается, исходя из необходимого количества свай, которое, в свою очередь, зависит от суммарных нагрузок и несущей способности фундамента.

Шаг между столбами не должен превышать 3 м. Для устройства забивных свай необходимо привлекать спецтехнику.

Как правило, под каркасные дома устанавливают деревянные или металлические опоры. Железобетонные забивные столбы небольшого диаметра применяются только для зданий с несколькими этажами. После вдавливания силовых элементов выравнивают их высоту на одном уровне.

Монтаж буронабивных свай можно провести вручную, следуя последовательности технологических этапов:

1. Бурение скважин.
2. Устройство песчаной подушки.
3. Монтаж опалубки.
4. Армирование.
5. Заливка бетоном.
6. Установка оголовков.

Для буронабивной технологии марку бетона, класс стали арматуры, диаметр силовых элементов и другие параметры выбирают, основываясь на суммарных нагрузках и особенностях грунта.

Как укрепить конструкцию?

Укрепление может понадобиться в таких случаях:

• нарушалась технология строительства;
• были ошибки в инженерных расчетах на этапе проектирования фундамента;
• планируется увеличение нагрузок (добавление этажей, мансарды и т.п.);
• снизился эксплуатационный ресурс существующего фундамента.

Эффективные методы укрепления свайного основания:

1. Добавление силовых элементов.
2. Замена вышедших из строя опор.
3. Новая обвязка по старым столбам.

Перед усилением необходимо заново пересмотреть и пересчитать проект.

Стоимость строительства

Окончательная стоимость строительства формируется на основе множества факторов, которые будут индивидуальными для каждого проекта. Приведенные в таблице значения отражают среднерыночные цены на монтаж и строительные материалы:

Тип фундамента для каркасного дома площадью 6 на 6 метров	Стоимость строительства, руб.
	своими руками	под ключ
свайно-винтовой	35000	55000
буронабивной	50000	75000
забивной	не проводится	90000

Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.

Заключение

Для строительства каркасного дома подходят все виды свай. Выбор между типами силовых элементов основывают на экономической целесообразности, а также надежности такого фундамента в заданных условиях.

В частном домостроении чаще всего используют винтовые сваи для каркасных домов, поскольку эта технология отличатся доступностью и относительной дешевизной строительства.

Чтобы готовая конструкция прослужила заявленный срок службы, все расчеты и проектирование необходимо провести в соответственными со строительными нормами и требованиями, описанными в СНиП и ГОСТах.

Источник