Проектная мастерская: Как сделать дом, слегка приподнятый над землёй

Строительство любого дома неразрывно связано с возведением надежного основания, обеспечивающего устойчивость строения. Не имея информации о прогрессивных технологиях, некоторые застройщики сооружают ленточную основу или возводят плитный вариант фундамента. Вместе с тем на проблемных грунтах и в условиях наклонного рельефа лучше строить дом на сваях. Винтовая основа сооружается достаточно быстро, не требует повышенных затрат и обеспечивает необходимую несущую способность. Рассмотрим детально особенности технологии.

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

Виды свай

Перед строительством дома на винтовых сваях нужно определиться с выбором вида опор, материалом изготовления и способом заглубления. Сваи подразделаются на разновидности в зависимости следующих факторов:

1. Использование материала при производстве опоры: железобетон, бетон, плотная бентонитовая или местная глина, сталь (трубы, рельсы и т.д.), грунт (глина), деревянные бревна, комбинирование нескольких материалов.

   
   Вид свай выбирают в зависимости от типа строения и характера почвы

2. Форма опоры: круглая, квадратная, в виде трапеции, призмы, с расширенным нижним краем.
3. Глубина залегания, вес, толщина диаметра, зависят от точки промерзания грунта, близости грунтовых вод, веса постройки. Используются цельные 12-20 м изделия, составные, срощенные из нескольких частей с помощью хомутов или сварки. Форма нижнего края изготавливается открытой или закрытой специальным наконечником.
4. По методу перераспределения нагрузки на почву подразделаются на вертикальные (передают всю нагрузку от постройки на плотный слой почвы находящийся под неустойчивым слоем), висячие устанавливаются наклонно (нагрузка передается через трение земли об неровную поверхность стенки сваи).

Выбирают сваи для строительства основания в зависимости от многих факторов, от того насколько правильно сделан выбор зависит надежность и срок эксплуатации дома.

Постройка дома на винтовых сваях – особенности конструкции

Базовый элемент фундамента – трубчатые элементы со спиральным наконечником. Строительство домов на винтовых сваях осуществляется опорами различной конструкции. Они отличаются формой рабочего наконечника.

Профиль может быть следующим:

• стандартным, в виде одного полного витка, приваренного в трубе. Является частью основ легких строений;
• усиленным, состоящим из двух прерывистых витков, сваренных с трубой. Способен воспринимать повышенные нагрузки;
• узколопастным, выполненным в виде литой насадки конической формы. Применяется для каменистых грунтов;
• цилиндрическим в виде сплошной спирали постоянного диаметра. Предназначен для работы в условиях вечной мерзлоты.

Перед строительством дома на винтовых сваях нужно определиться с выбором вида опор
Особенностью винтового фундамента является метод погружения. Сваи не забиваются в почву последовательными ударами, а завинчиваются путем приложения крутящего момента. В процессе вращения трубы ее конусообразный наконечник постепенно продвигается вглубь грунта. Надежному креплению способствует уплотнение породы в процессе завинчивания.

Подбирая сваи для дома, необходимо учесть следующие моменты:

• марку стали, применяемую для их изготовления;
• толщину витка в рабочей части;
• размер стенки трубы, определяющий ее долговечность;
• качество сварных швов в зоне крепления насадки;
• форму рабочих лопастей и общую длину опорного элемента.

Нагрузка от массы строения равномерно распределяется по всем колоннам. Это достигается путем выравнивания верхних частей труб и крепления оголовков. К опорам крепится ростверк, который объединяет колонны в общий силовой контур.

Для изготовления ростверка выбирают один из следующих материалов:

• стальные швеллеры или двутавры;
• деревянные брусья;
• бетонные блоки.

Такой фундамент надежен. Ведь нагрузка от здания передается ростверку, жестко связывающему колонны. Быстро возведенный фундамент позволяет за ограниченное время осуществить строительство дома.

Свайный фундамент включает в себя группу свай, объединенных между собой ростверком

Типы свайных фундаментов

Сваи ставят одиночно или целыми свайными кустами
Сваи представляют собой длинные вертикальные элементы, погруженные в грунт с целью передачи на них несущей нагрузки от строения.

Свайный фундамент включает в себя группу свай, объединенных между собой ростверком, обеспечивающим равномерное распределение нагрузки.

В зависимости от расположения свай фундаменты подразделают на типы:

• ленточное расположение включает в себя опоры, расположенные по всему периметру постройки и объединенные ростверком;
• одиночные сваи являются опорой легких каркасных построек;
• свайные кусты предполагают групповое расположение, укладываются в виде колонн, столбов, отдельных опор;
• свайные поля представляют собой многоэтажные конструкции, могут включать в себя элементы из вышеперечисленных видов.

Закладываются сваи ниже точки промерзания почвы, это предохраняет основу от деформации во время пучения грунта.

Домик на сваях – достоинства винтовых опор

Решив построить домик на сваях, разберитесь с преимуществами данных опор и их слабыми местами. Дом на сваях обладает следующими достоинствами:

• не требователен к почве. Он может строиться при повышенной концентрации глины и песка в почве, а также на влажных грунтах и плывунах;
• не зависит от влияния природных факторов. Сохраняет устойчивость при температурных колебаниях, морозном пучении грунта, усадке и эрозии почвы;
• требует малых денежных расходов, связанных со строительством фундамента. Свайное поле из опорных элементов – бюджетное решение;
• возводится за короткое время. После монтажа свайных элементов, установка которых займет не более 2 дней, можно начинать постройку;
• может строиться в любое время года. Технология погружения в грунт винтовых опор позволяет выполнять работы в любых погодных условиях;
• низкой трудоемкостью. Конструкция свайного фундамента позволяет возвести его самостоятельно без применения специальной строительной техники;
• может возводиться возле имеющегося здания. При этом исключается возможность усадки и отрицательного влияния рядом расположенных строений.

К несомненным преимуществам колонн также относятся:

• возможность демонтажа опорных элементов и применения их повторно;
• отсутствие усадки, позволяющее значительно ускорить строительный цикл;
• простота технологии, не требующая специальной строительной подготовки.

Конструкция этого основания предоставляет возможность строить дома в условиях наклонного рельефа, а также при отсутствии подъездных путей для крупной строительной техники.

Материал для изготовления опор применяют в зависимости от вида грунта

Сооружение отмостки

Для защиты дома от проникновения влаги необходима установка отмостки. Отмостка, как правило, заливается из бетона по всему периметру дома.

Отмостка формируется с уклоном от стен фундамента. Отмостка заливается в зависимости от специфики грунта и выступа карнизов. По отзывам профессионалов и рекомендациям СНИПов, отмостка не может быть уже одного метра. Глубина отмостки составляет около 25 см.

Для заливки отмостки необходимо произвести нехитрый расчет и выяснить нужную ее ширину. Для этого к крайней точке выступающего карниза необходимо прибавить как минимум 30 см.

Монтаж отмостки под фундамент на сваях

На глубину около 25 см по всему периметру дома необходимо выкопать траншею, затем поднять опалубку, сделать песчаную подушку.

Расчет необходимого количества песка прост: L отмостки х B отмостки х 0,1 м (высота насыпанного слоя песка).

Далее засыпаем слой щебня. Для того, чтобы определить, сколько нужно щебня для установки отмостки, произведем расчет: L отмостки х B отмостки х 0,05 м (высота слоя из щебня).

Сверху необходимо уложить армированную сетку. Полученную конструкцию заливаем бетоном с необходимой высотой уклона.

Схема отмостки свайного фундамента

Для приобретения необходимого количества сначала определим, сколько нужно бетона, используя следующий расчет: L отмостки х B отмостка х 0,1 м (высота слоя из бетона).

По отзывам специалистов, сваи при соблюдении всех технологических процессов строительства могут простоять достаточно длительное время. Но периодически необходимо производить осмотр состояния свай, для того, чтобы вовремя среагировать на начинающуюся деформацию и заменить их, не допуская преждевременного опрокидывания конструкции.

Дом на сваях винтовых – слабые стороны опор

Наряду с достоинствами, фундамент свайно-винтового типа имеет ряд недостатков:

• постепенное разрушение опорных колонн в результате коррозии;
• низкую нагрузочную способность на легких видах грунтов;
• сложность завинчивания элементов в грунт с повышенным содержанием камня;
• необходимость дополнительной антикоррозионной защиты рабочей поверхности;
• невозможность оценить состояние закрученного в почву элемента;
• проблематичность организации подвала в строении на винтовых колоннах;
• необходимость выполнения работ по геодезическим исследованиям грунта;
• уменьшенный до пяти десятков лет срок эксплуатации колонн;
• привлечение проектировщиков для разработки рабочего проекта.

К недостаткам также относится повышенная вероятность применения колонн, изготовленных в кустарных условиях из некачественных материалов.

Выбираем вид опор

Железобетонные армированные сваи могут выдержать вес многоэтажного строения
В пучинистой насыщенной водой почве при значительной глубине промерзания оптимальным вариантом считается закладка свайного основания.

Материал для изготовления опор применяют в зависимости от вида грунта и геологических особенностей местности.

Деревянные бревна, установленные в пресной воде или в почве на глубину ниже уровня грунтовых вод, прослужат более 50 лет без изменения своей несущей способности. Но при частой смене влажности (то увлажняются, то высыхают), древесина начинает разлагаться и в течение короткого срока теряет свои качества.

Металлические опоры можно устанавливать в любом виде грунта и на воде. Обязательным условием является обработка противокоррозийными составами и установка на глубину ниже точки промерзания почвы. Более выгодно в экономическом и технологическом плане монтировать полые винтовые сваи.

Железобетонные армированные опоры могут выдержать массу многоэтажных зданий с большой этажностью. При соблюдении технологии монтажа срок эксплуатации составляет более века.

В грунтах, подверженных сдвигу по горизонтали, использование столбчатого основания не рекомендуется, так как движение почвы может вытолкнуть и опрокинуть постройку. Если строительный участок имеет неровную поверхность, нужно оборудовать жесткую железобетонную подушку между опорами во избежание бокового сдвига строения.

Сравнительная характеристика ленточного и свайно-винтового фундамента

Как построить дом на сваях

Оценив положительные стороны и проанализировав слабые места фундамента, необходимо определить, подходит ли выбранная конструкция основания для вашего строения.

Постройка загородного дома на сваях имеет множество преимуществ

Такая технология обеспечивает устойчивость легких построек и конструкций, которые можно самостоятельно собрать за ограниченное время:

• каркасных строений;
• бревенчатых бань;
• хозяйственных блоков;
• различных навесов;
• веранд;
• выездных ворот;
• деревянных и сетчатых заборов.

Рассмотрим основные этапы сооружения фундамента для постройки дома:

• расчетную часть;
• погружение в почву;
• установку ростверка;
• утепление нижнего уровня.

Остановимся на особенностях каждой стадии работ.

Причины подобной стратегии

• подгонка под неровную топографию;
• сохранение оригинальных местных «жителей» вроде деревьев, кустарников и валунов;
• строительство на пойме, где почвы обычно не отличаются твёрдостью и устойчивостью;
• сохранение природного дренажного слоя;
• использование системы пассивного охлаждения в тёплых климатических условиях;
• адаптация к удалённому строению или затруднённый доступ для техники, которая используется для строительства фундамента;
• сокращение расходов в связи с меньшим использованием материалов;
• профилактика возникновения гнили, плесени и насекомых на стыке с почвой.

Рассчитываем количество опор

До начала проектирования следует выполнить геодезические изыскания, которые предусматривают:

• отбор и анализ проб почвы;
• определение глубины водоносных слоев.

Затем определяется нагрузочная способность. Для малответственных конструкции можно использовать табличные показатели нагрузочной способности для различных типоразмеров колонн.

Практически все виды свайных фундаментов рассчитаны на нагрузку от построек с малой этажностью

Рассмотрим примеры:

• винтовая опора, выполненная на основе трубы диаметром 76 мм с диаметром рабочей части 200 мм, способна выдержать 1000 кг;
• при увеличении диаметра трубы до 89 мм и размера спиральной части до 250 мм соответственно возрастает до 2000 кг расчетная нагрузка;
• элемент на основе трубы диаметром 108 мм с диаметром рабочей части 300 мм обладает нагрузочной способностью, равной 250 кг.

Общий алгоритм расчета предусматривает выполнение следующих работ:

1. Определение массы строения. Она вычисляется путем перемножения объема стен на плотность стройматериала. К полученному значению следует прибавить массу кровли и элементов интерьера.
2. Расчет снеговой нагрузки. Для вычисления показателя необходимо площадь крыши строения умножить на нормативную величину снеговой нагрузки для конкретного региона.
3. Вычисление динамической нагрузки. Значение определяется путем перемножения площади основания на базовую величину, составляющую 350 кг на один квадратный метр поверхности.

Необходимо также учесть ветровую нагрузку. Она определяется по таблицам, учитывающим предельное значение скорости ветра для конкретного региона. Просуммировав все виды нагрузок, действующие на строение, получаем общую суммарную нагрузку, воспринимаемую фундаментом.

Прочность и долговечность дома зависит от качества используемого материала
Дальнейший порядок действий:

1. Начертите план строения, распределив опоры в угловых зонах и под несущими конструкциями.
2. Разделите суммарную нагрузку на общее количество колонн и вычислите нагрузку на один элемент.
3. Выберите конструкцию применяемых опор, ориентируясь на их несущую способность с коэффициентом запаса 1,2.

При выполнении расчетов необходимо округлить все значения в сторону большей величины.

Гибриды

Любые из вышеперечисленных элементов могут использоваться сообща, если площадь под строительство оказалась слишком сложной для обработки. Дело в том, что человек привык проживать в условиях прямолинейных плоскостей, поэтому при возведении жилья прилагает максимальное количество усилий для выравнивания всех поверхностей. Только тогда он может быть уверен в надёжности собственного жилого пространства, не забывая любоваться небезупречными формами окружающих холмов.

Завинчиваем сваи для дома

Соблюдайте указанную последовательность действий при завинчивании:

1. Произведите разметку и подготовьте приямки.
2. Последовательно установите опоры.
3. Закрепите приспособление для закручивания.
4. Завинчивайте опоры, контролируя вертикальность.
5. Уплотните грунт вокруг колонны.
6. Разметьте высоту труб и обрежьте лишнюю часть.
7. Заполните внутренние полости цементной смесью.

После застывания раствора установите и приварите оголовки к верхней части трубы.

При выборе опоры нужно изучить взаимосвязь между типом почвы и несущей нагрузкой сваи

Достоинства и недостатки винтовых свай

Винтовые сваи – это металлические трубы, одна сторона которых имеет коническую форму, противоположная оснащается отверстиями для рычагов, применяемых для ввинчивания сваи в почву. Нижний конический конец металлической трубы герметически обваривают, после чего к нему добавляют лопасти. Также в комплекте оголовки, позволяющие крепить балки обвязки (ростверк). Для повышения надежности материала трубы покрывают специальными антикоррозийными составами, продляющими срок службы свай.

Использование винтовых свай имеет следующие достоинства в сравнении с другими типами фундамента (ленточным и столбчатым).

• Высокая скорость строительства (для возведения достаточно нескольких дней).
• Снижение расходов на создание прочного основания (экономия составляет порядка 20-40%).
• Стены частного дома можно возводить сразу по завершению обвязки свай.

• При работе со сваями отсутствуют трудные и длительные земляные работы, требующие привлечения спецтехники.
• При монтаже свай земля не разрыхляется, а спрессовывается, что повышает несущую способность грунта.
• Возведение жилье возможно, как на слабых грунтах с подземными водами, так и на участках со сложным рельефом.

В то же время винтовые сваи, как и любой другой материал не лишены недостатков, среди которых:

• Трудности при обустройстве подвального помещения.
• Полы нуждаются в качественном утеплении.
• При повреждении защитного слоя металл подвержен коррозийным процессам.
• Сваи не применяются на каменистых и скальных грунтах.

Монтируем ростверк

Одним из распространенных вариантов ростверка является конструкция на базе деревянного бруса.

На примере использования балки сечением 15х15 см рассмотрим последовательность действий по монтажу:

1. Пропитайте деревянный брус антисептиком.
2. Уложите балку на торцевые площадки.
3. Состыкуйте брусья с минимальным зазором.
4. Зафиксируйте нижний венец саморезами.
5. Уложите поперечные брусья.
6. Соедините их с нижним контуром.
7. Гидроизолируйте древесину мастикой.
8. Обшейте торцевую часть ростверка досками.

Эта конструкция ростверка – двойная. Возможен одинарный вариант, когда стыковка продольных и поперечных балок производится на оголовках.

Устройство фундамента из винтовых свай

Как уже упоминалось ранее, винтовые сваи – это стальные трубы со специальным антикоррозийным покрытием. Длина материала с конусообразным концом и лопастями – от 2,5 до 9 метров. Зачастую для вкручивания сваи в землю достаточно нескольких человек, но при более проблемной почве потребуется применение техники. Что касается покупки свай, то это нужно доверить опытным строителям или же сделать это самостоятельно, отправившись в проверенный магазин, где смогут предоставить документы, подтверждающие качество материала. В оптимальном случае продавец должен предъявить сертификаты, подтверждающие высокое качество металла и его устойчивость к коррозии, что определяет долговечность основания и дома в целом.

Прежде, чем перейти к монтажу свай, нужно пройти подготовительные процедуры, включающие в себя следующие этапы:

• Создание плана и чертежа.
• Расчет глубины заложения свай, подсчет необходимого количества элементов.
• Инженерно-геологические изыскания, в ходе которых будут изучены особенности рельефа.
• Подсчет веса будущей деревянной конструкции.

• Покупка материала проверенного качества.
• Подготовка местности к работе и зачистка грунта.
• Разметка территории при помощи веревок и колышков.

Для создания прочного, стойкого и долговечного основания винтовые сваи заглубляют в землю не меньше, чем на 1,5 метра (на глубину промерзания почвы или глубже до твердого грунта). Что касается количества свай, то производится расчет, учитывающий то, что они должны располагаться по углам и периметру дома, в местах примыкания внутренних стен к внешнему каркасу и по внешним и внутренним стенам. Расстояние между стальными опорами (1,5-3 метра).

Установив сваи, необходимо обрезать их верхнюю часть по уровню высоты фундамента, залив в полую часть трубы бетон, что повысит несущую способность опор. После этого нужно приварить оголовки, поверх которых можно крепить деревянные или металлические балки. Завершив процедуру можно переходить к выгонке стен и дальнейшим строительным работам.

Теплоизолируем опорную часть

Утепление нижней части выполняйте по следующему алгоритму:

1. Смонтируйте обшивочный каркас.
2. Закрепите черновую обшивку из досок или плит.
3. Выполните в ней вентиляционные каналы.
4. Прикрепите к черновой обшивке пенополистирол.
5. Зафиксируйте декоративную обшивку поверх теплоизоляции.
6. Установите защитные накладки и козырьки.

На эффективность теплоизоляции влияет правильно выполненная гидроизоляция грунта, а также утепление и пароизоляция пола строения.

Утепление фундамента

После установки как буронабивных, так и винтовых свай, необходимо сделать хорошее утепление открытого пространства между полом и грунтом, и обустроить там подвальное помещение.

Ведь при свайном фундаменте пол остается открытым пространством и если его хорошо не утеплить, то в зимнее время года пол будет не просто холодным, а ледяным. Нужно быть готовым к тому, что стоимость утепления обойдется значительно дороже покупки и установки самих свай.

В первую очередь производят гидроизоляцию ростверка. По всему периметру дома в качестве основания для чернового пола необходимо уложить брус.

Для экономии средств черновой пол может быть сделан из ровной не обрезной доски, ведь цена ее незначительна.

Черновой пол укладывают на лаги. Пространство между лагами необходимо заполнить утеплителем, по отзывам специалистов и пользователей, этот слой не может быть меньше 150 мм.

Более тонкий слой утеплителя не сможет в полной мере обеспечить сохранность тепла в будущем помещении. Доски желательно обработать антисептиком, защищающим пол от влаги и образования плесени.

Снизу на брус, как правило, набивают подшивку из досок или фанеры, закрепляют гидроизоляционный слой, несколько слоев пенопласта или другого утеплителя. Затем укладывают черновой пол и сверху монтируют фанеру или ДСП.

Цоколь можно выложить из камня, кирпича или бетона. Цоколь может быть:

• западающий;
• выступающий;
• слитный.

Цоколь также нуждается в утеплении и потребует дополнительных затрат, ведь подвальное помещение будет необходимо не просто зашить брусом, а сделать надежное сооружение, способное выдержать и потоки воды в результате таяния вод весной и мокрое лето, когда беспрестанно идут ливневые дожди.

Проект одноэтажного каркасного дома на сваях

И последний этап косметический. Цоколь потребует и наружной отделки. Это можно сделать фасадными панелями, профнастилом или любым другим прочным материалом.